一种生长式墙体打印装置及其打印方法与流程

1.本发明涉及建筑墙体的浇注技术领域，具体涉及一种生长式墙体打印装置及其打印方法。


背景技术：

2.框架建筑具有空间分隔灵活、自重轻、有利于抗震以及节省材料等优点，是目前广受欢迎的建筑模式，其主要是先搭建具有承重作用的柱、梁和楼板，而仅作为围护和分隔空间的构件的墙板则可以后续搭建。石膏建材具有轻质、防火、调温、调湿等功能，是绿色节能建筑材料，是目前非承重墙体尤其是建筑内墙的主要墙材。
3.石膏墙体一般采用砌块、条板等预制方式，或现浇方式进行制备，预制的砌块、条板等都需要预制、装卸、搬运上楼、砌筑等作业环节，全都依靠人工完成，劳动强度大，施工效率低，且筑墙质量无法保证。采用石膏现浇墙体的施工方式，虽然效率高、劳动强度小，但在浇注之前需要现场搭建墙体模具，需要按照墙体尺寸进行满墙模板的搭建，例如专利cn105113783b公开了一种石膏现浇墙体的施工模板及其施工方法，并具体公开了主面模板和侧面模板的高度与墙体的高度相适应，而且在整墙浇注之前还需要先用底面模板进行防水垫层的浇注，待防水垫层硬化后需要拆卸底面模板然后将主面模板通过螺栓固定在防水垫层上，而主面模板之间通过螺栓和限位套管进行固定并通过卡模限位。这种墙体模具的搭建方式，虽然无需搭建用于支撑模板的脚手架，避免了脚手架的转运及搭建，但对模板的支撑完全依靠防水垫层，首先防水垫层需要具有足够的厚度以及高度才能为模板提供足够的支撑力，其次在一次性浇注整个墙体时，整个墙体的浆料对模板产生的压力极易造成模具整体发生倾斜，无法保证墙体的垂直度。而且针对建筑内墙尤其是室内装饰墙体，大尺寸的模板从室外搬运至室内费时费力，搬运的过程中容易造成室内承重墙墙面损伤，此外，在墙体凝固后拆卸模板之后墙体上会留下螺栓孔，影响美观，需要后续进行墙体修补。


技术实现要素：

4.本发明的目的克服现有技术的不足，提供一种生长式墙体打印装置及其打印方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
5.本发明的目的是通过以下技术措施达到的：一种生长式墙体打印装置，包括两组相对设置的打印主体，每组所述打印主体均包括竖梁组件、横梁组件和面板组件，所述竖梁组件包括多个竖梁，每个所述竖梁均为侧面开设长条槽口的中空结构，所述中空结构内设有隔板，所述隔板将中空结构分割为上层升降腔和下层升降腔，所述下层升降腔内设有顶紧器，所述顶紧器用于实现竖梁在上楼板及下楼板之间的固定，所述上层升降腔内设有丝杆电机、丝杆和丝杆滑块，所述丝杆电机用于驱动丝杆转动，所述丝杆用于带动丝杆滑块沿丝杆的轴向方向移动，所述丝杆滑块的一侧延伸出长条槽口并与位于长条槽口外侧的滑块组件连接，所述滑块组件上设有卡口槽，所述卡口槽与横梁组件插接，所述横梁组件包括多个方管横梁，相邻2个方管横梁之间通过横梁连接件可拆卸连接，所述面板组件包括多个面
板，相邻两个所述面板之间插接，每个所述面板的安装侧均可拆卸地连接有面板连接件，所述面板连接件上设有卡槽，所述卡槽与横梁组件插接。
6.进一步地，所述竖梁上还设有滑轮和绳索，所述滑轮设在竖梁靠近上楼板的一端，所述绳索的一端伸入上层升降腔内并与丝杆滑块连接，所述绳索的另一端绕过滑轮并连接有配重块。
7.进一步地，所述滑块组件包括第一滑块、第二滑块和电磁锁，所述第一滑块的一端与丝杆滑块连接，所述第一滑块的另一端设有导向柱，所述第二滑块的一端设有卡口槽，所述第二滑块的另一端设有导向槽，所述导向柱插入导向槽内，所述导向槽分为2段，一段为弹簧段，另一段为导向段，所述弹簧段的内径大于导向段的内径，所述弹簧段内容纳有弹簧，所述弹簧套装在导向柱外侧且导向柱的自由端与弹簧的一端连接，所述第二滑块上设有第一限位孔，所述导向柱上设有第二限位孔，所述电磁锁与第一限位孔和第二限位孔配合使用。
8.进一步地，所述第一滑块上还设有限位柱，所述限位柱与所述导向柱平行，所述第二滑块上还设有限位槽，所述限位柱与限位槽配合使用。
9.进一步地，所述面板的安装侧还设有卷膜器，所述卷膜器包括支架以及设在支架上的转辊、转辊电机和导辊，所述支架与面板连接，所述支架上设有容纳槽口，所述容纳槽口用于容纳膜卷，所述转辊与支架转动连接并位于容纳槽口的下方，所述转辊电机用于驱动转辊转动，所述导辊为2个，2个导辊均与支架转动连接，2个导辊相对设置并均位于容纳槽口的上方。
10.进一步地，所述面板的安装侧还设有振动器。
11.进一步地，所述面板组件还包括顶部橡胶垫，所述面板顶部设有顶部插槽，所述顶部橡胶垫上设有底部凸条，所述顶部插槽与底部凸条配合使用。
12.进一步地，所述面板组件还包括侧向橡胶垫，所述面板的一侧设有侧向凸条，所述面板的另一侧设有侧向插槽，所述侧向橡胶垫的侧面设有侧面凸条或者设有侧面插槽，当设有侧面凸条时，所述侧面凸条与侧向插槽配合使用，当设有侧面插槽时，所述侧面插槽与侧向凸条配合使用。
13.一种生长式墙体打印方法，包括以下步骤：步骤1、根据待打印的墙体的位置及厚度，确定两组打印主体的安装位置点，同时根据墙体的宽度确定每组打印主体中竖梁的个数，将竖梁立于安装位置点处，通过顶紧器将竖梁固定在上楼板与下楼板之间，完成两组打印主体中竖梁组件的安装；步骤2、根据待打印的墙体的宽度确定每组打印主体中方管横梁的个数并用横梁连接件将方管横梁组装成横梁组件，将横梁组件插装在竖梁的滑块组件的卡口槽内，完成两组打印主体中横梁组件的安装及横梁组件与竖梁组件的装配；步骤3、根据待打印的墙体的宽度确定每组打印主体中面板的个数，将面板连接件上的卡槽插接在横梁组件上，同时将相邻的面板插接在一起，完成面板组件的安装及面板组件与横梁组件的装配；步骤4、向已经安装好的两组打印主体之间的浇注间隙内浇注墙体浆料，同时启动丝杆电机使面板组件沿着竖梁组件向上移动，直至完成墙体的打印。
14.进一步地，在所述步骤4之前还包括不沾膜的装配，其具体方法为：将膜卷放置在
卷膜器的容纳槽口内，然后拉住膜卷的自由端使其绕过面板组件的顶部并沿着面板组件的浇注侧面向下拉，最后将不沾膜的自由端与下楼板对齐及固定。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本技术两组打印主体之间形成浇注间隙，通过向浇注间隙内浇注墙体浆料即可实现墙体的打印，通过竖梁组件支撑横梁组件，通过横梁组件支撑面板组件，使两组面板组件之间无需设置固定连接件，进而使打印的墙体表面完整、光滑。
16.2、本技术通过丝杆电机带动丝杆转动，丝杆转动带动丝杆滑块移动，丝杆滑块移动进而带动滑块组件移动，滑块组件移动从而带动横梁组件移动，横梁组件移动又带动面板组件移动，本技术无需设置整墙模板，一改往常的一次性浇注，实现了连续、生长式墙体打印。
17.3、本技术化整为零，将打印主体拆分为竖梁组件、横梁组件和面板组件，且竖梁组件、横梁组件和面板组件又进一步拆分为多个竖梁、多个方管横梁及多个面板，不打印墙体时，打印装置可以以零部件的方式存储，占据空间小，而且针对建筑内墙尤其是室内装饰墙的打印，本技术的打印装置搬运方便、灵活，不宜损伤室内承重墙墙面。
18.4、本技术竖梁组件与横梁组件及横梁组件与面板组件之间均采用插接的方式连接，无需通过螺栓等紧固件固接，使得打印装置可快速组装或拆卸，省时省力。
19.5、本技术通过顶紧器使竖梁的两端固定在上楼板与下楼板之间，无需通过螺栓固定，操作方便且无损安装。
20.下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
附图说明
21.图1是本发明的结构示意图。
22.图2是本发明的侧向视图。
23.图3是图2中a部位的放大图。
24.图4是竖梁的结构示意图。
25.图5是横梁组件的结构示意图。
26.图6是滑块组件的结构示意图。
27.图7是滑块组件的内部结构示意图。
28.图8是卷膜器的结构示意图。
29.图9是面板的结构示意图。
30.其中，1、竖梁，2、方管横梁，3、面板，4、隔板，5、顶紧器，6、丝杆电机，7、丝杆，8、丝杆滑块，9、固定块，10、滑轮，11、绳索，12、配重块，13、横梁连接件，14、第一滑块，15、第二滑块，16、电磁锁，17、卡口槽，18、导向柱，19、导向槽，20、弹簧，21、固定螺栓，22、限位柱，23、限位槽，24、第二限位孔，25、支架，26、容纳槽口，27、转辊，28、转辊电机，29、导辊，30、振动器，31、面板连接件，32、顶部橡胶垫，33、不沾膜，34、限位螺栓。
具体实施方式
31.如图1至9所示，一种生长式墙体打印装置，包括两组相对设置的打印主体，每组所述打印主体均包括竖梁组件、横梁组件和面板组件，所述竖梁组件包括多个竖梁1，多个所
述竖梁1间隔排布，每个所述竖梁1均为侧面开设长条槽口的中空结构，所述中空结构内设有隔板4，所述隔板4将中空结构分割为上层升降腔和下层升降腔，所述长条槽口的长度与上层升降腔的长度相匹配。所述下层升降腔内设有顶紧器5，所述顶紧器5用于实现竖梁1在上楼板及下楼板之间的固定，具体的，所述顶紧器5为千斤顶。所述上层升降腔内设有丝杆电机6、丝杆7和丝杆滑块8，所述丝杆电机6用于驱动丝杆7转动，所述丝杆7用于带动丝杆滑块8沿丝杆7的轴向方向移动，具体的，所述丝杆电机6设在隔板4上，所述丝杆电机6通过联轴器与丝杆7的一端连接，所述丝杆7的另一端延伸至竖梁1的顶端。进一步地，所述竖梁1的顶端还可设有固定块9，所述固定块9对丝杆7起支撑作用。本技术将竖梁1、丝杆电机6、丝杆7及顶紧器5的重心集中在同一中轴线上，当竖梁1固定在上楼板与下楼板之间时，可避免竖梁1因自身重力而发生偏移，使竖梁1能够维持较好的垂直度。所述丝杆滑块8的一侧延伸出长条槽口并与位于长条槽口外侧的滑块组件连接，所述滑块组件上设有卡口槽17，所述卡口槽17与横梁组件插接，所述横梁组件包括多个方管横梁2，相邻2个方管横梁2之间通过横梁连接件13可拆卸连接，所述方管横梁2的横截面为方形，方管横梁2具有良好的直线度，且采用方管横梁2还可避免方管横梁2在卡口槽17内发生转动。所述面板组件包括多个面板3，相邻两个所述面板3之间插接，每个所述面板3的安装侧均可拆卸地连接有面板连接件31，具体的，所述面板连接件31上设有燕尾插槽，所述面板3的安装侧设有燕尾凸条，所述燕尾凸条与燕尾插槽插接，进一步地，所述燕尾凸条上还设有限位螺栓34，所述限位螺栓34用于对面板连接件31进行限位。所述面板连接件31上设有卡槽，所述卡槽与横梁组件插接。
32.所述竖梁1上还设有滑轮10和绳索11，所述滑轮10设在竖梁1靠近上楼板的一端的侧面，所述绳索11的一端伸入上层升降腔内并与丝杆滑块8连接，所述绳索11的另一端绕过滑轮10并连接有配重块12。配重块12可通过滑轮10和绳索11对丝杆滑块8产生拉力，当丝杆滑块8沿丝杆7上升时，丝杆电机6驱动丝杆7转动，丝杆7转动需要克服其与丝杆滑块8之间的摩擦力以及滑块组件、横梁组件和面板组件对丝杆滑块8产生的力，配重块12的设置可以减轻丝杆电机6承受的扭转阻力，进而使面板组件能够稳定的匀速上升。反之，当丝杆滑块8沿丝杆7下降时，配重块12对丝杆滑块8产生的拉力可抵消部分滑块组件、横梁组件和面板组件对丝杆7产生的力，以使面板组件能够稳定的匀速下降。
33.所述滑块组件包括第一滑块14、第二滑块15和电磁锁16，所述第一滑块14的一端与丝杆滑块8连接，具体的，所述丝杆滑块8的一侧设有燕尾凸起，所述第一滑块14的一端设有燕尾槽，所述燕尾凸起插入燕尾槽内。所述第一滑块14的另一端设有导向柱18，所述导向柱18的轴向方向与丝杆7的轴向方向垂直。所述第二滑块15的一端设有卡口槽17，所述第二滑块15的另一端设有导向槽19，所述导向柱18从远离卡口槽17的一端插入导向槽19内，所述导向槽19分为2段，一段为弹簧段，另一段为导向段，所述弹簧段的内径大于导向段的内径，进一步地，所述弹簧段远离导向段的一端还连接有连通段，所述导向槽19通过连通段与卡口槽17连通，所述连通段的内径大于弹簧段的内径。所述弹簧段内容纳有弹簧20，所述弹簧20的直径与弹簧段的内径相匹配，所述弹簧20套装在导向柱18外侧且导向柱18的自由端与弹簧20的一端连接，具体的，所述导向柱18的自由端与弹簧20的一端通过固定螺栓21连接。所述第二滑块15上设有第一限位孔，所述导向柱18上设有第二限位孔24，所述电磁锁16与第一限位孔和第二限位孔24配合使用。所述弹簧20的长度大于第二限位孔24距离导向柱18自由端的距离。当要打印墙体时，拉动第二滑块15使第二滑块15向着远离竖梁1的方向移
动，此时导向柱18自由端在导向槽19内的长度缩短，弹簧20压缩，当第一限位孔与第二限位孔24重合时，启动电磁锁16使电磁锁16将锁舌插入第一限位孔和第二限位孔24，电磁锁16将第二滑块15与第一滑块14锁紧。当墙体打印完成后，启动电磁锁16使电磁锁16将锁舌从第一限位孔和第二限位孔24内抽出，此时处于压缩状态的弹簧20复位，在弹力的作用下，第二滑块15朝向靠近竖梁1的方向移动，第二滑块15上的卡口槽17会带着横梁组件及面板组件朝向远离墙体的方向移动，面板组件与墙体分离。通过滑块组件实现面板组件与墙体的自动分离，既便于墙体打印后将面板组件降下拆卸，同时又不会破坏墙体的平整度。
34.所述第一滑块14上还设有限位柱22，所述限位柱22与所述导向柱18平行，所述第二滑块15上还设有限位槽23，所述限位柱22与限位槽23配合使用。限位柱22的设置可防止墙体打印过程中第二滑块15相对第一滑块14发生转动，进而导致横梁组件和面板组件发生偏移而影响墙体打印。
35.所述面板3的安装侧还设有卷膜器，所述卷膜器包括支架25以及设在支架25上的转辊27、转辊电机28和导辊29，所述支架25与面板3可拆卸连接，所述支架25上设有容纳槽口26，所述容纳槽口26用于容纳膜卷，所述转辊27与支架25转动连接并位于容纳槽口26的下方，所述转辊电机28用于驱动转辊27转动，所述导辊29为2个，2个导辊29均与支架25转动连接，2个导辊29相对设置并均位于容纳槽口26的上方。在墙体打印时，可通过卷膜器在墙体与面板3之间铺设一层不沾膜33，既可使墙体表面光滑，增加平整度，又可避免漏浆现象的发生。当卷膜器进行放膜或卷膜时，通过转辊电机28驱动转辊27反转或正转，转辊27转动进而带动膜卷转动，膜卷转动即可实现放膜或卷膜，同时导辊29还可减少不沾膜33与支架25之间的摩擦力。
36.所述面板3的安装侧还设有振动器30。具体的，所述振动器30设在面板3的上部。在打印墙体时，通过振动器30带动面板3的上部轻微振动，即可排出尚未凝固的浆料中的气泡，使浆料中细小颗粒分布均匀且结合紧密，又不会使面板3下部已凝固的墙体产生裂纹，进一步使墙体表面光滑，增加平整度。
37.所述面板组件还包括顶部橡胶垫32，所述面板3顶部设有顶部插槽，所述顶部橡胶垫32上设有底部凸条，所述顶部插槽与底部凸条配合使用。具体的，所述顶部橡胶垫32为丁腈橡胶垫。
38.所述面板组件还包括侧向橡胶垫，所述面板3的一侧设有侧向凸条，所述面板3的另一侧设有侧向插槽，所述侧向橡胶垫的侧面设有侧面凸条或者设有侧面插槽，当设有侧面凸条时，所述侧面凸条与侧向插槽配合使用，当设有侧面插槽时，所述侧面插槽与侧向凸条配合使用。具体的，所述侧向橡胶垫为丁腈橡胶垫。相邻两个面板3之间通过侧向凸条与侧向插槽插接，方便面板组件的快速组装与拆卸，同时相邻两个面板3之间插接还可使面板3的浇注侧面处于同一平面内以维持墙体表面平整。此外，当在两面承重墙或两个承重立柱之间打印墙体时，可在面板3的侧面装上侧向橡胶垫，使面板3与承重墙或承重立柱之间形成软连接，通过侧向橡胶垫形成承重墙或承重立柱与面板3之间的密封，避免漏浆，同时还可便于打印时面板3的向上移动，此外，还可避免给承重墙或承重立柱的墙面造成损伤。
39.还包括控制器，所述控制器分别用于控制顶紧器5、丝杆电机6和滑块组件。具体的，所述控制器用于控制顶紧器5的伸缩，所述控制器用于控制丝杆电机6的启停以及转速调节，所述控制器用于控制滑块组件中电磁锁16的锁紧与解锁。所述控制器还用于控制转
辊电机28的启停及转速调节，所述控制器还用于控制振动器30的启停。
40.所述方管横梁2为中通结构，所述方管横梁2侧面的两端分别设有定位孔，所述横梁连接件13的两端分别设有连接凸块，所述连接凸块均开设有限位孔，所述限位孔内设有弹簧弹珠，所述弹簧弹珠与定位孔配合使用。当需要组装横梁组件时，将横梁连接件13的连接凸块插入方管横梁2的一端，插入时，连接凸块上的弹簧弹珠在方管横梁2的压力作用下，弹簧弹珠被压缩进入限位孔内，当限位孔与定位孔重合时，弹簧弹珠在弹力的作用下伸出限位孔及定位孔，方管横梁2与横梁连接件13被锁紧，当需要拆卸横梁组件时，只要按压弹簧弹珠，然后将横梁连接件13从方管横梁2内抽出即可。
41.一种生长式墙体打印方法，包括以下步骤：步骤1、根据待打印的墙体的位置及厚度，确定两组打印主体的安装位置点，同时根据墙体的宽度确定每组打印主体中竖梁1的个数，将竖梁1立于安装位置点处，通过顶紧器5将竖梁1固定在上楼板与下楼板之间，完成两组打印主体中竖梁组件的安装。相邻2个竖梁1之间间隔2-4米设置，竖梁组件安装之后还可通过激光水平仪校准竖梁1的垂直度以及多个竖梁1排布的整齐度。
42.步骤2、根据待打印的墙体的宽度确定每组打印主体中方管横梁2的个数并用横梁连接件13将方管横梁2组装成横梁组件，将横梁组件插装在竖梁1的滑块组件的卡口槽17内，完成两组打印主体中横梁组件的安装及横梁组件与竖梁组件的装配。
43.步骤3、根据待打印的墙体的宽度确定每组打印主体中面板3的个数，在每个面板3的安装侧均插接上面板连接件31，将面板连接件31上的卡槽插接在横梁组件上，同时将相邻的面板3插接在一起，完成面板组件的安装及面板组件与横梁组件的装配。在每个面板3的顶部插接顶部橡胶垫32，同时在与承重墙或承重支柱的墙面相接触的面板3上插接侧向橡胶垫，完成面板组件与承重墙或承重支柱的墙面的密封。
44.步骤4、向已经安装好的两组打印主体之间的浇注间隙内浇注墙体浆料，同时启动丝杆电机6使面板组件沿着竖梁组件向上移动，直至完成墙体的打印。本技术中可采用石膏胶凝浆料打印墙体，其凝固时间短，使打印的墙体高度还未超出面板3高度时，石膏凝胶浆料即已经凝固成型，因此，通过控制丝杆电机6的转速可以控制面板组件的上升速度，通过对面板3上升速度的控制可实现连续的生长式打印。本技术在墙体打印时，还可向两组打印主体形成的打印间隙中添加结构件，例如钢筋或保温层等。
45.在所述步骤4之前还包括不沾膜33的装配，其具体方法为：将膜卷放置在卷膜器的容纳槽口26内，然后拉住膜卷的自由端使其绕过面板组件的顶部并沿着面板组件的浇注侧面向下拉，最后将不沾膜33的自由端与下楼板对齐及固定。
46.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。