[发明专利]一种基于教学培训用建筑3D打印装置

权利要求书

1.一种基于教学培训用建筑3D打印装置，其特征在于：包括投料机构(1)、搅拌机构(2)、位移机构(3)、打印总成(4)，投料机构(1)、搅拌机构(2)、打印总成(4)均与位移机构(3)相连接，投料机构(1)与搅拌机构(2)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于教学培训用建筑3D打印装置，其特征在于：所述投料机构(1)包括电机A(101)、销轮A(102)、下料槽(107)，其中电机A(101)其输出轴与销轮A(102)固定连接，销轮A(102)与四通卡盘(103)连接，四通卡盘(103)、出料卡盘(105)均与轴A(104)固定连接，等四份料桶(106)与下料槽(107)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于教学培训用建筑3D打印装置，其特征在于：所述搅拌机构(2)包括电机B(201)、偏心轴(202)、倒立式搅拌杆(203)、带杆齿环(205)，其中电机B(201)、其输出轴与偏心轴(202)固定连接，偏心轴(202)与倒立式搅拌杆(203)固定连接，偏心轴(202)与齿轮A(204)固定连接，齿轮A(204)与带杆齿环(205)啮合连接，齿轮A(204)与四通法兰基座(206)连接，四通法兰基座(206)与法兰基座固定盘(207)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于教学培训用建筑3D打印装置，其特征在于：所述位移机构(3)包括支撑框架A(301)、支撑框架B(302)、搅拌桶(303)、电机C(306)、丝杆电机A(315)、丝杆电机A(315)，其中支撑框架A(301)与支撑框架B(302)固定连接，光轴组A(304)、光轴组B(305)、电机C(306)、光轴组C(313)、光轴组D(314)、丝杆电机A(315)、轴座B(317)、光轴组E(318)、光轴组F(319)、丝杆电机B(320)、丝杆电机B(320)均与支撑框架A(301)固定连接，电机C(306)输出轴与带轮A(307)固定连接，带轮A(307)通过皮带A(308)与带轮B(309)转动连接，带轮B(309)与轴座A(310)输出轴转动连接，托盘滑块组(311)与皮带A(308)固定连接，托盘滑块组(311)其滑块部与光轴组A(304)、光轴组B(305)连接，托盘滑块组(311)与打印平台(312)固定连接，丝杆电机A(315)输出端与丝杆A(316)固定连接，丝杆A(316)与轴座B(317)转动连接，丝杆电机B(320)其输出端与丝杆B(321)固定连接，丝杆B(321)与轴座C(322)转动连接，泥浆泵(323)其输入端与搅拌桶(303)固定连接，泥浆泵(323)输出端与出浆管(324)固定连接，出浆管(324)与管道支撑座(325)、软管(326)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于教学培训用建筑3D打印装置，其特征在于：所述打印总成(4)包括轴座D(401)、电机D(403)、轴座E(410)、电机E(412)，其中丝杆轴套A(402)、电机D(403)均与轴座D(401)固定连接，轴座D(401)通过轴C(408)、轴D(409)与轴座E(410)固定连接，丝杆轴套B(411)、电机E(412)均与轴座E(410)固定连接，电机D(403)其输出轴与带轮C(404)固定连接，带轮C(404)通过皮带B(405)与带轮D(406)转动连接，带轮D(406)与轴B(407)固定连接，轴B(407)与轴座E(410)转动连接，电机E(412)其输出轴与带轮E(413)固定连接，带轮E(413)通过皮带C(414)与带轮F(420)转动连接，带轮F(420)与喷头固定板(415)转动连接，喷头固定板(415)与轴C(408)、轴D(409)连接，输料管口卡座(416)通过输料管口(417)与喷头固定板(415)固定连接，打印喷头(418)、散热风扇(419)均与喷头固定板(415)固定连接。

6.一种建筑3D打印培训方法，具体通过上文权利要求1-5中的一种基于教学培训用建筑3D打印装置来实现，通过3D打印实现部分建筑材料的可视化搭建，实现水泥材料的投放搅拌打印全程自动可视化，为建筑材料3D打印提供教学思路与实验基础，包括以下步骤：

S1、将需要的若干种打印材料按科学比例分别装入等四份料桶(106)中，随后启动电机A(101)，其输出轴带动销轮A(102)转动，销轮A(102)带动四通卡盘(103)转动，四通卡盘(103)通过轴A(104)带动出料卡盘(105)转动，出料卡盘(105)转动时等四份料桶(106)中的材料按转动顺序向下投放，按摆入时顺序依次投放至下料槽(107)，建筑材料经过下料槽(107)落入至搅拌桶(303)中，此时启动电机B(201)，其输出轴带动偏心轴(202)转动，偏心轴(202)转动时带动倒立式搅拌杆(203)、齿轮A(204)转动，齿轮A(204)转动时由于偏心轴(202)底端的偏心轮影响带动齿轮A(204)偏心转动，齿轮A(204)转动时带动带杆齿环(205)转动，形成内外共频式转动，达到全方位的桶内搅拌；

S2、待教学人员及学生观察透明搅拌桶(303)内的建筑材料彻底混合融合后保持搅拌机构(2)继续运行，随后立即启动泥浆泵(323)，泥浆泵(323)工作后将搅拌桶(303)内的泥浆状建筑材料混合物从吸入，通过出浆管(324)、软管(326)最终流入至打印总成(4)中，为了实现整个装置打印过程中的上下位移以及纵向位移，通过同时启动丝杆电机A(315)、丝杆电机B(320)，丝杆电机A(315)其输出端带动丝杆A(316)转动，丝杆电机B(320)其输出端带动丝杆B(321)转动，实现打印总成(4)的上下位移，本装置还设有快拆快装形式的工装型打印平台，实现教学人员根据不同教学或实验环境下的特殊平台更换，启动电机C(306)，其输出轴带动带轮A(307)转动，带轮A(307)通过皮带A(308)带动带轮B(309)转动，皮带A(308)转动时带动托盘滑块组(311)沿着光轴组A(304)、光轴组B(305)纵向随意滑动，还保证了整个打印平台的稳定性，搅拌后的建筑材料从软管(326)通过流入至打印喷头(418)中，开始实施打印作业，为了实现本装置打印的横向位移，启动电机E(412)，其输出轴带动带轮E(413)转动，带轮E(413)通过皮带C(414)带动喷头固定板(415)转动，皮带C(414)转动时则带动喷头固定板(415)沿着轴C(408)、轴D(409)横向滑动，此处为了预设增加另一个打印喷头，此处设计为双带轮形式的横向位移，其设计初衷是可以同时实现单一平台横向截面下双打印机位工作，实现此预设打印头位移的步骤为，启动电机D(403)，其输出轴带动带轮C(404)转动，带轮C(404)通过皮带B(405)带动带轮D(406)转动，皮带B(405)带动预设打印机位单独横向位移，最终实现全部的打印要求，向学生展现出3D建筑打印从头至尾的操作步骤。