[发明专利]一种无人机式三维建筑打印机

说明书

本发明公开了一种无人机式三维建筑打印机，它包括打印喷头（1）、材料输送管道（2）、飞行平台（3）、多旋翼夹角调整组件（4）、旋翼组件（5）、旋翼位姿调整组件（6）、视觉装置（7）、挤出机（8）以及挤出机位姿调整组件（9）。本发明是一种无人机式三维建筑打印机，通过视觉装置（7）提供环境信息进行控制，通过旋翼组件（5）和旋翼位姿调整组件（6）控制三维建筑打印机的运动路径和姿态，通过挤出机位姿调整组件（9）控制打印喷头（1）的位姿，通过材料输送管道（2）和挤出机（8）输送建筑打印材料，通过打印喷头（1）控制所挤出材料的形状和尺寸，快速实现自适应的三维建筑打印，在指定位置打印出指定形态的建筑物。本发明运动自由度高、灵活性强，工作效率高、成本低。

技术领域

本发明涉及一种三维打印机，具体是一种无人机式三维建筑打印机。

背景技术

现有的三维建筑打印机均采用框架式结构，工作空间有限，无法满足大尺寸建筑的打印需求，只能采用局部模块打印然后整体拼接的工作方式；此外，由于机器体积较大，无法进行现场打印，打印出的建筑模块还需装车运输，成本高、效率低。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种无人机式三维建筑打印机，通过视觉装置提供环境信息进行控制，通过旋翼组件和旋翼位姿调整组件控制三维建筑打印机的运动路径和姿态，通过挤出机位姿调整组件控制打印喷头的位姿，通过材料输送管道和挤出机输送建筑打印材料，通过打印喷头控制所挤出材料的形状和尺寸，快速实现自适应的三维建筑打印，在指定位置打印出指定形态的建筑物。此外，在一组或两组旋翼组件发生故障时，还可通过多旋翼夹角调整组件调整各旋翼组件的相对位置，以达到新的运动平衡继续工作。本发明运动自由度高、灵活性强，工作效率高、成本低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无人机式三维建筑打印机，其特征在于，它包括打印喷头、材料输送管道、飞行平台、多旋翼夹角调整组件、旋翼组件、旋翼位姿调整组件、视觉装置、挤出机以及挤出机位姿调整组件。本发明是一种无人机式三维建筑打印机，通过视觉装置提供环境信息进行控制，通过旋翼组件和旋翼位姿调整组件控制三维建筑打印机的运动路径和姿态，通过挤出机位姿调整组件控制打印喷头的位姿，通过材料输送管道和挤出机输送建筑打印材料，通过打印喷头控制所挤出材料的形状和尺寸，快速实现自适应的三维建筑打印，在指定位置打印出指定形态的建筑物。此外，在一组或两组旋翼组件发生故障时，还可通过多旋翼夹角调整组件调整各旋翼组件的相对位置，以达到新的运动平衡继续工作。本发明运动自由度高、灵活性强，工作效率高、成本低。

所述的旋翼组件包括螺旋桨、螺旋桨旋转轴承、螺旋桨承载架以及螺旋桨旋转电机；螺旋桨旋转轴承的内外圈分别与螺旋桨和螺旋桨承载架螺栓固定，螺旋桨旋转电机的机体通过螺栓固定在螺旋桨承载架上，其输出轴与螺旋桨键连接，并通过挡片和螺栓轴向定位；螺旋桨旋转电机输出轴相对于其机体绕其轴线的旋转运动，带动螺旋桨相对于螺旋桨承载架旋转，通过空气的反作用力形成一个垂直于旋翼组件平面的力，为无人机式三维建筑打印机的移动提供前提条件。

所述的旋翼位姿调整组件包括旋翼运动球铰副、旋翼运动伸缩轴、旋翼运动液压球铰以及旋翼位姿调整座；旋翼运动球铰副有三组，其固定端间隔120度焊接在螺旋桨承载架上；旋翼运动液压球铰有三组，其固定端间隔120度焊接在旋翼位姿调整座上；旋翼运动伸缩轴有三组，其两端分别与旋翼运动球铰副活动端和旋翼运动液压球铰活动端焊接在一起，从而构成并联式位姿调整装置，旋翼运动液压球铰活动端相对于其固定端绕过其球心点任意轴线的旋转运动，结合旋翼运动伸缩轴一端相对于另一端沿其轴线的直线移动，灵活调整螺旋桨承载架相对于旋翼位姿调整座的位姿，从而调整旋翼组件所承受空气反作用力的方向，再通过螺旋桨旋转电机的转速来调整作用力的大小，从而灵活调整无人机式三维建筑打印机的整体受力状态，实现多种姿态下的移动与悬停，快速通过障碍物到达打印起点，并操纵其沿指定路径运动，结合挤出机和挤出机位姿调整组件的工作实现自适应的三维建筑打印。