随着我国经济实力大幅跃升,城镇化的进程越来越快,社会对住房与公共基础设施的需求与日俱增,但是在人口老龄化的背景下,劳动力的缺乏与用工成本的增加成为建筑业发展的障碍。在这样的严峻形势下,加快建筑业的自动化进程是迎合时代发展、解决当下难题的选择。因此,面向建筑行业的3D打印设备具有巨大的市场和广阔的发展空间。本文面向打印任务的实际需求提出建筑3D打印机器人具体的设计方案,对其主体结构和驱动传动机构给出了具体的结构设计和机构设计,并通过静力学分析对主体结构进行了优化设计;对其电气动力系统进行了详细的计算与选型;针对建筑3D打印力学性能的提高,特别提出了两种新的打印工艺并申请了发明专利。根据改进D-H法建立了一种基于建筑3D打印机械臂的关节坐标系与关节变换矩阵,得到了基于建筑3D打印机器人的正运动学方程,并采用雅可比伪逆法与雅可比转置法相结合的方法,回避了传统求解法对于超冗余自由度机械臂难以求逆解的问题,求出了建筑3D打印机器人的逆解。在此基础上模拟打印任务,制定打印过程中的路径点,将笛卡尔空间规划方法与关节空间规划方法相结合,对路径点之间的路径段进行轨迹规划。并通过MATLAB仿真软件进行建筑3D打印机器人运动仿真,获得建筑3D打印机器人各关节的关节位置、关节速度与关节加速度随时间变化的曲线图。根据课题要求结合所设计的建筑3D打印机器人结构,设计并搭建了包括电气动力系统和物料供应系统在内的小型建筑3D打印机器人试验台。进行了对步行桥桥梁构件的打印实验,进而得出建筑3D打印机器人在实际工作中需要注意的事项。