无人化建筑3D打印施工方法和系统与流程

本发明涉及建筑3d打印，具体涉及一种基于机器视觉和自主导航技术的无人化建筑3d打印施工方法，以及将该方法应用于建筑物的无人化施工系统。

背景技术：

1、传统建筑施工通常需要大量的人力、物力和时间，效率低下且存在人为误差。近年来，随着3d打印技术的快速发展，建筑3d打印技术被广泛应用于建筑领域，具有快速高效、精度高、成本低等优点。

2、建筑3d打印技术是建筑领域的一项新兴技术，利用3d打印技术可以将建筑模型直接转化成实体，从而快速、便捷地完成建筑施工。但是，传统建筑施工存在人力和时间成本高、精度低、施工过程中存在危险等缺点。

3、随着技术的不断发展，无人化建筑施工逐渐成为一个热门研究领域。无人化施工可以提高施工效率和质量，减少人力投入，降低成本，降低施工风险。

4、目前，已有一些无人化建筑3d打印系统被开发出来，但是这些系统大多需要人工干预或存在诸如打印过程控制、质量检测等方面的问题。传统的建筑3d打印尤其是材料搅拌、供给环节、打印出料口及打印头料位情况仍然需要人力操作，不能完全实现无人作业，仍然存在一定的瓶颈。

5、因此，需要提供一种新的无人化建筑3d打印施工方法，以及相应的无人化建筑3d打印施工系统，以提高建筑3d打印的效率、质量和安全性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种无人化建筑3d打印施工方法，以及将该方法应用于建筑物的无人化施工系统，实现建筑物的高效、高质、安全施工。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种无人化建筑3d打印施工系统，其包括：

4、模型处理模块，用于构建建筑物cad模型；

5、程序编写模块，用于根据建筑物cad模型输出3d打印程序；

6、3d打印模块，采用移动式3d打印机器人自主导航技术，用于根据3d打印程序现场自动打印建筑物；

7、供料模块，用于提供打印材料给3d打印模块；

8、质量检测模块，采用机器视觉检测技术获取3d打印过程中打印线条的质量参数；

9、后台监控模块，与所述模型处理模块、所述程序编写模块、所述3d打印模块、所述供料模块和所述质量检测模块进行通信，用于根据质量参数调整3d打印模块和供料模块的工作参数。

10、作为本发明进一步的方案，所述移动式3d打印机器人包括移动底座、活动安装于所述移动底座上的机械臂模块以及由机械臂操控的打印头。

11、作为本发明进一步的方案，所述移动底座采用履带式移动底座或轮式移动底座。

12、作为本发明进一步的方案，所述3d打印机器人的自主导航技术采用雷达，安装于移动式3d打印机器人上。

13、作为本发明进一步的方案，所述质量检测模块采用摄像头，安装于3d打印现场或3d打印机器人上。

14、作为本发明进一步的方案，所述系统还包括环境监测模块，用于获取3d打印现场的环境参数，包括温度、湿度、风速、建筑物强度中的至少一种，且所述环境监测模块与所述后台监控模块通信连接进行通信。

15、一种无人化建筑3d打印施工方法，其包括步骤：

16、构建建筑物cad模型；

17、根据建筑物cad模型输出3d打印程序；

18、采用移动式3d打印机器人自主导航技术，根据3d打印程序现场自动打印建筑物，采用双混泵自动供料；

19、采用机器视觉检测技术获取3d打印过程中打印线条的质量参数；

20、根据质量参数调整3d打印和双混泵供料的工作参数。

21、作为本发明进一步的方案，所述方法还包括采集3d打印现场的环境参数，包括温度、湿度、风速、建筑物强度中的至少一种，根据环境参数和所述质量参数调整3d打印和双混泵供料的工作参数。

22、作为本发明进一步的方案，所述方法还包括在完成建筑物3d打印后，对建筑物质量进行检测和评估。

23、由于采用上述技术方案，使得本发明具有以下有益效果：

24、本发明的优点在于采用了无人化建筑3d打印施工方法，实现了建筑物的高效、高质、安全施工。同时，引入了机器视觉和自主导航技术，实现了无人化自动化施工，结合建筑3d打印技术和无人化施工技术，可以充分利用数字化设计和制造的优势，提高建筑物的精度和质量，降低施工成本和人力投入，具有良好的实际应用价值和商业推广前景。

技术特征：

1.一种无人化建筑3d打印施工系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的无人化建筑3d打印施工系统，其特征在于，所述移动式3d打印机器人包括移动底座、活动安装于所述移动底座上的机械臂模块以及由机械臂操控的打印头。

3.如权利要求2所述的无人化建筑3d打印施工系统，其特征在于，所述移动底座采用履带式移动底座或轮式移动底座。

4.如权利要求3所述的无人化建筑3d打印施工系统，其特征在于，所述3d打印机器人的自主导航技术采用雷达，安装于移动式3d打印机器人上。

5.如权利要求1所述的无人化建筑3d打印施工系统，其特征在于，所述质量检测模块采用摄像头，安装于3d打印现场或3d打印机器人上。

6.如权利要求1所述的无人化建筑3d打印施工系统，其特征在于，还包括环境监测模块，用于获取3d打印现场的环境参数，包括温度、湿度、风速、建筑物强度中的至少一种，且所述环境监测模块与所述后台监控模块通信连接进行通信。

7.一种无人化建筑3d打印施工方法，其特征在于，包括步骤：

8.如权利要求7所述的无人化建筑3d打印施工方法，其特征在于，还包括采集3d打印现场的环境参数，包括温度、湿度、风速、建筑物强度中的至少一种，根据环境参数和所述质量参数调整3d打印和双混泵供料的工作参数。

9.如权利要求7所述的无人化建筑3d打印施工方法，其特征在于，还包括在完成建筑物3d打印后，对建筑物质量进行检测和评估。

技术总结
本发明公开了一种无人化建筑3D打印施工方法和系统，系统包括：模型处理模块，用于构建建筑物CAD模型；程序编写模块，用于根据CAD模型输出3D打印程序；3D打印模块，采用移动式3D打印机器人自主导航技术，用于根据3D打印程序现场自动打印建筑物；供料模块，用于提供打印材料给3D打印模块；质量检测模块，采用机器视觉检测技术获取3D打印过程中打印线条的质量参数；后台监控模块，与模型处理模块、程序编写模块、3D打印模块、供料模块和质量检测模块进行通信，用于根据质量参数调整3D打印模块和供料模块的工作参数。本发明引入了机器视觉和自主导航技术，实现了无人化自动化施工。

技术研发人员：韩立芳,杨燕,冯明扬,黄青隆,连春明
受保护的技术使用者：中国建筑第八工程局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14