本發(fā)明屬于大體積混凝土安全施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于3d打印技術(shù)混凝土大壩建設(shè)方法和裝置。
背景技術(shù)：
混凝土攤鋪是將拌制好的水泥混凝土沿路基給定的厚度、寬度以及路型要求進行攤鋪，然后進行振實、整平和抹光等作業(yè)程序，完成鋪筑混凝土路面的施工機械。其中混凝土攤鋪機一般由布料器、預平整機構(gòu)、振搗器（包括振搗棒和振搗梁）、整平機、抹光機等裝置組成，施工時，攤鋪機在固定不動的軌模上行駛，可鋪筑成一條行車帶，軌模即是攤鋪機的行駛軌道，又是鋪筑路面的邊模。具體施工過程為：首先由布料器將已經(jīng)傾卸在路基上的水泥混凝土按照一定的厚度均勻地攤鋪在路基上，然后通過預平整結(jié)構(gòu)攤鋪以及振搗裝置進行振實，再經(jīng)抹光機抹平。在混凝土硬化期間，保留軌模不拆，待硬化后再拆軌模，繼續(xù)鋪筑下一段路面。
現(xiàn)有的混凝土攤鋪機上的預平整機構(gòu)通常為刮板，刮板自身可以旋轉(zhuǎn)，刮板隨著攤鋪機移動時將堆積的混凝土攤開（主要是將混凝土向攤鋪機移動方向推動），使得混凝土鋪筑的路面高度保持一致。這種機構(gòu)的缺點在于：如攤鋪機前進方向上的混凝土較多，刮板推動時會遭遇較大的阻力，最終影響攤鋪的效果。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有大體積混凝土拌和澆筑施工過程存在的問題和不足，提供一種能夠根據(jù)設(shè)定程序自動化澆筑施工運行的混凝土大壩建設(shè)方法和裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是：一種基于3d打印技術(shù)混凝土大壩建設(shè)方法，包括分析控制系統(tǒng)和執(zhí)行裝置；所述分析控制系統(tǒng)根據(jù)大壩具體的建設(shè)目標制定打印區(qū)域，施工工序；執(zhí)行裝置包括能夠沿縱向、橫向和豎向運動的三維可控移動機構(gòu)，以及混凝土拌和系統(tǒng)，混凝土拌和系統(tǒng)的吐料管道的末端設(shè)置可控開度的吐料口，吐料口安裝三維可控移動機構(gòu)上能夠在三維空間移動；分析控制系統(tǒng)按照建設(shè)目標的打印區(qū)域，施工工序控制執(zhí)行裝置的運行軌跡。
分析控制系統(tǒng)決策給出相應的打印區(qū)域，把混凝土澆筑倉面分成n個工作區(qū)域；執(zhí)行裝置的支架科覆蓋整體單個的計劃工作區(qū)域，通過預先的設(shè)定的運行軌跡來完成混凝土的分層澆筑。
一種基于3d打印技術(shù)混凝土大壩建設(shè)裝置，包括能夠沿縱向、橫向和豎向運動的三維可控移動機構(gòu)，在所述三維可控移動機構(gòu)的縱移支架上側(cè)設(shè)置有拌和支架，拌和支架上固定安裝有拌和系統(tǒng)，拌和系統(tǒng)的底部輸出口通過供料管連接在供料頭上，供料頭下端設(shè)置供料嘴以及設(shè)置有電磁閥門；所述供料頭安裝在三維可控移動機構(gòu)的三維移動輸出端；以及設(shè)置有控制三維可控移動機構(gòu)按照程序運行的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的控制輸出端同時控制拌和系統(tǒng)和電磁閥門。
在所述供料頭上設(shè)置有紅外感應探頭，用于確定起始位置和打印區(qū)輪廓。
所述三維可控移動機構(gòu)包括設(shè)置在打印區(qū)域周邊的縱向軌道，縱移支架位于縱向軌道上能夠縱移，設(shè)置有縱移驅(qū)動機構(gòu)；在縱移支架上設(shè)置有平行橫梁，橫移支架安裝在平行橫梁上能夠橫移，設(shè)置有橫移驅(qū)動機構(gòu)；在橫向移動架上設(shè)置有升降驅(qū)動機構(gòu)，所述供料頭位于升降驅(qū)動機構(gòu)的下端。
所述升降驅(qū)動機構(gòu)包括一個豎向的導向套，其內(nèi)匹配套裝有升降導桿，設(shè)置有能夠驅(qū)動升降導桿運動的驅(qū)動機構(gòu)。該驅(qū)動機構(gòu)是在升降導桿上設(shè)置齒條，通過電機驅(qū)動齒輪與齒條嚙合傳動。或者該驅(qū)動機構(gòu)是通過鋼絲繩驅(qū)動豎向?qū)U運動。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明基于3d打印技術(shù)來實現(xiàn)大體積混凝土自動化施工目的。通過分析控制系統(tǒng)決策給出相應的打印區(qū)域，可把混凝土澆筑倉面分成n個工作區(qū)域。執(zhí)行裝置的支架科覆蓋整體單個的計劃工作區(qū)域，執(zhí)行裝置的頂端為混凝土拌和倉，混凝土拌合倉底部與吐料管道的一段連接，吐料管道的另一端與吐料口連接，吐料口與空間的x、y、z三軸機機械臂連接，可在x、y、z三個方向進行運動，運動的同時通過吐料口均勻吐出混凝土，通過預先的設(shè)定的運行軌跡來完成混凝土的分層澆筑。本發(fā)明不僅施工定位精準，而且拌和和澆筑均勻，施工質(zhì)量高，節(jié)省人力，從而降低施工成本。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標號，1為縱移支架，2為縱向軌道，3為縱移驅(qū)動機構(gòu)，4為橫梁，5為橫移驅(qū)動機構(gòu)，6為橫向移動架，7為升降驅(qū)動機構(gòu)，8為升降導桿，9為供料頭，10為供料嘴，11為拌和支架，12為混凝土拌和倉，13為拌和驅(qū)動機構(gòu)，14為供料管，15為分區(qū)澆筑面。
具體實施方式
實施例1：一種基于3d打印技術(shù)混凝土大壩建設(shè)方法，包括分析控制系統(tǒng)和執(zhí)行裝置；所述分析控制系統(tǒng)根據(jù)大壩具體的建設(shè)目標制定打印區(qū)域，施工工序；執(zhí)行裝置包括能夠沿縱向、橫向和豎向運動的三維可控移動機構(gòu)，以及混凝土拌和系統(tǒng)，混凝土拌和系統(tǒng)的吐料管道的末端設(shè)置可控開度的吐料口，吐料口安裝三維可控移動機構(gòu)上能夠在三維空間移動；分析控制系統(tǒng)按照建設(shè)目標的打印區(qū)域，施工工序控制執(zhí)行裝置的運行軌跡。
分析控制系統(tǒng)決策給出相應的打印區(qū)域，把混凝土澆筑倉面分成n個工作區(qū)域；執(zhí)行裝置的支架科覆蓋整體單個的計劃工作區(qū)域，通過預先的設(shè)定的運行軌跡來完成混凝土的分層澆筑。
實施例2：一種基于3d打印技術(shù)混凝土大壩建設(shè)裝置，參見圖1。該裝置包括能夠沿縱向、橫向和豎向運動的三維可控移動機構(gòu)，以及必要的輔助設(shè)備，例如電器柜等必要的輔助部件。
三維可控移動機構(gòu)包括設(shè)置在打印區(qū)域周邊的縱向軌道2，縱移支架1位于縱向軌道2上能夠縱移，設(shè)置有縱移驅(qū)動機構(gòu)3?？v移驅(qū)動機構(gòu)3受控制系統(tǒng)控制移動。在縱移支架1上設(shè)置有平行橫梁4，橫移支架安裝在平行橫梁4上能夠橫移，設(shè)置有橫移驅(qū)動機構(gòu)5。橫移驅(qū)動機構(gòu)5受控制系統(tǒng)控制移動。在橫向移動架6上設(shè)置有升降驅(qū)動機構(gòu)7，所述供料頭9位于升降驅(qū)動機構(gòu)7的下端。升降驅(qū)動機構(gòu)7受控制系統(tǒng)控制移動。
在三維可控移動機構(gòu)的縱移支架1上側(cè)設(shè)置有拌和支架11，拌和支架11上固定安裝有拌和系統(tǒng)，拌和系統(tǒng)包括混凝土拌和倉12和拌和驅(qū)動機構(gòu)13?；炷涟韬蛡}12的底部輸出口通過供料管14連接在供料頭9上，供料頭9下端設(shè)置供料嘴10以及設(shè)置有電磁閥門。供料頭9安裝在三維可控移動機構(gòu)的三維移動輸出端。
設(shè)置有控制三維可控移動機構(gòu)按照程序運行的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的控制輸出端同時控制拌和系統(tǒng)和電磁閥門。
還可以在供料頭9上設(shè)置有紅外感應探頭，用于確定起始位置和打印區(qū)輪廓。
另外，升降驅(qū)動機構(gòu)7包括一個豎向的導向套，其內(nèi)匹配套裝有升降導桿8，設(shè)置有能夠驅(qū)動升降導桿8運動的驅(qū)動機構(gòu)。該驅(qū)動機構(gòu)是在升降導桿8上設(shè)置齒條，通過電機驅(qū)動齒輪與齒條嚙合傳動?；蛘咴擈?qū)動機構(gòu)是通過鋼絲繩驅(qū)動豎向?qū)U運動。