[发明专利]桥梁工程3D打印装置及施工方法有效
申请号: | 201711476334.6 | 申请日: | 2017-12-29 |
公开(公告)号: | CN108103952B | 公开(公告)日: | 2019-05-21 |
发明(设计)人: | 左自波;龚剑;黄玉林;朱祥明;占羿箭 | 申请(专利权)人: | 上海建工集团股份有限公司;上海市园林设计研究总院有限公司 |
主分类号: | E01D21/00 | 分类号: | E01D21/00 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 200120 上海市*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 打印机构 打印 行走机构 轨道支撑结构 施工 打印装置 导向架 桥梁 导轨 桥梁工程 支撑 轨道 轨道支撑机构 建筑施工技术 全自动打印 连续打印 桥梁基础 桥梁主体 施工安全 支撑导轨 | ||
1.一种桥梁工程3D打印装置,其特征在于,所述3D打印装置包括:
导向架,所述导向架包括若干竖向导轨和设置于所述竖向导轨之间的若干水平杆,所述竖向导轨和水平杆组成框架结构;
导轨行走机构,顶部与所述导向架的底部固定连接,底部设置于水平设置的轨道支撑结构上并可沿所述轨道支撑结构行走;
桥梁3D打印机构,用于打印3D打印桥梁,包括设置于所述竖向导轨上的空间位移组件和固定在所述空间位移组件上的打印头一;以及,
轨道3D打印机构,用于打印所述轨道支撑结构,包括机械臂旋转基座、机械臂和打印头二,所述机械臂旋转基座通过旋转基座驱动制动组件固定在所述竖向导轨上,所述机械臂的一端固定在所述机械臂旋转基座上,另一端与所述打印头二的一端固定连接。
2.如权利要求1所述的桥梁工程3D打印装置,其特征在于,
所述3D打印装置还包括万向行走机构;所述万向行走机构包括与所述导向架底部固定连接的联接座,设置于所述联接座两端并通过回转轴固定连接的行走车架,通过行走轴与所述行走车架连接的行走车轮,控制所述行走轴转动的车轮行走驱动制动组件,以及控制所述回转轴旋转的回转轴旋转驱动制动组件。
3.如权利要求1或2所述的桥梁工程3D打印装置,其特征在于,
所述空间位移组件,包括设置于所述竖向导轨上2根平行间隔设置的导轨横梁、两端垂直固定在所述导轨横梁上的导轨纵梁、垂直固定于所述导轨纵梁上的导轨提升梁;所述导轨横梁和所述竖向导轨的连接处设置有驱动制动组件一;所述导轨纵梁与所述导轨横梁上的连接处设置有驱动制动组件二;所述导轨纵梁与所述导轨提升梁的连接处设置有驱动制动组件三。
4.如权利要求1或2所述的桥梁工程3D打印装置,其特征在于,
所述机械臂包括依次连接的机械大臂旋转结构、机械大臂本体、机械小臂旋转结构、机械小臂本体和机械小臂工具头,所述机械大臂旋转结构上设置有机械大臂旋转驱动制动组件,机械小臂旋转结构上设置有机械小臂旋转驱动制动组件。
5.如权利要求1或2所述的桥梁工程3D打印装置,其特征在于,
所述导轨行走机构包括导轨行走本体、导轨行走驱动制动组件和行走定位器;所述导轨行走本体的底部设置有与所述轨道支撑结构相匹配的U型凹槽,所述U型凹槽中设置有行走轮组和导向轮组;所述导轨行走驱动制动组件和行走定位器固定在所述导轨行走本体上。
6.一种如权利要求1或2所述的桥梁工程3D打印装置的施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1.组装所述3D打印装置,并运至待施工区域;
S2.利用所述3D打印装置的轨道3D打印机构,超前打印轨道支撑结构;
S3.使所述3D打印装置的导轨行走机构支撑于已施工的所述轨道支撑结构上,一边继续打印所述轨道支撑结构,一边利用所述桥梁3D打印机构施工3D打印桥梁;
S4.待3D打印桥梁施工完毕后,移除所述3D打印装置。
7.如权利要求6所述的施工方法,其特征在于,所述机械臂包括依次连接的机械大臂旋转结构、机械大臂本体、机械小臂旋转结构、机械小臂本体和机械小臂工具头,所述机械大臂旋转结构上设置有机械大臂旋转驱动制动组件,机械小臂旋转结构上设置有机械小臂旋转驱动制动组件;
步骤S2中,利用所述3D打印装置的轨道3D打印机构,超前打印轨道支撑结构,具体包括:
向轨道3D打印机构发送指令,启动旋转基座驱动制动组件、机械大臂旋转驱动制动组件、机械小臂旋转驱动制动组件,使机械臂旋转基座、机械大臂本体、机械小臂本体协同作业,使打印头二分段并分层打印支撑桁架和支撑轨道。
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