建筑是关乎国计民生的重要基础设施,随着3D打印这种新型技术在建筑领域的突破性应用,用机械设备取代人工劳作将成为一种趋势。针对内部无框架结构的非承重墙,设计了一款模块化建筑内墙打印机器人。根据设计任务要求完成了打印机器人的方案设计。针对打印的墙体类型和工作环境,采用模块化+移动式+变尺度的设计理念进行结构设计。整体为龙门式结构,两个移动举升模块和一个横梁打印模块组成其基本构型,并提出了可滑动变换尺寸的伸缩机构,使得机器人具有良好的适应性和较高的工作效率。打印机器人具有定点和移动两种工作模式,为增加应用广度和前景,又进行了构型扩展设计。建立打印机器人的运动学模型和运动学方程。完成机器人工作过程的轨迹规划,并应用MATLAB软件进行仿真,得到各驱动电机随时间变化的转速图,验证了运动学模型和轨迹规划的正确性。模块化机器人为大尺度梁结构,应用ANSYS软件对打印系统进行模态分析。由对比分析结果可知,举升模块的摆动和横梁模块的弯曲振动是主要的低阶振动形态,对设备的影响较大,提出了优化和改进的方案,并对电机运行的极限速度进行校核分析。应用PLC作为主控制器,设计打印控制系统,其核心是台达的DVP系列控制器。完成打印机器人样机的制作,并选取多组参数进行打印工艺实验,得到运行速度的数值范围和实物样品。实验结果验证了机器人结构和控制系统设计的合理性、打印运动的可靠性和稳定性。机器人能实现墙体全幅面打印功能。