[發明專利]一種光纖傳感構件的制備裝置及方法

有效

• 申請號: 201611196543.0
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106696250B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 徐剛;李玉梅;李紅麗;吳昊;戴曉光;梅華平;盛繼群
• 申請（專利權）人: 湖北工程學院
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B29C64/227;B29C64/321;B29C64/245;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 劉哲源

1.一種光纖傳感構件的制備裝置，其特征在于：

包括第一機械手、第二機械手與支承裝置；所述支承裝置包括具有支承面的底座以及設于所述支承面上的工作臺；所述第一機械手與所述第二機械手相對設置于所述工作臺的兩側；所述工作臺遠離所述支承面的端面為操作面；

所述第一機械手具有相對的兩端，其中一端可拆式地設有打印頭組件；另一端與所述支承面可轉動地連接，用于移動所述打印頭組件在所述操作面上打印出3D構件；

所述第二機械手具有相對的兩端，其中一端可拆式地設有光纖鋪設組件；所述光纖鋪設組件包括鋪設支座、固定件、鋪設滾軸與光纖導軌；所述鋪設滾軸通過滾軸支架設于所述鋪設支座上；所述光纖導軌的兩端分別連接于所述鋪設滾軸與所述鋪設支座；所述固定件具有相對的兩端，其中一端與所述鋪設支座可轉動地連接，另一端與光纖可分離地配合；所述光纖沿著所述光纖導軌延伸直至纏繞于所述鋪設滾軸，并與所述固定件配合；所述第二機械手的另一端與所述支承面可轉動地連接，用于移動所述光纖鋪設組件將所述光纖嵌入所述3D構件。

2.根據權利要求1所述的光纖傳感構件的制備裝置，其特征在于：所述第一機械手與所述第二機械手均為四軸機械手，具有依次可轉動連接的第一機械臂、第二機械臂與第三機械臂；所述第三機械臂連接有設于所述底座的第四電機，所述第四電機用于驅動所述第三機械臂圍繞所述第四電機的軸線旋轉；所述第二機械臂連接有第三電機，所述第三電機用于驅動所述第二機械臂圍繞與所述第三機械臂連接的關節點旋轉，且所述第二機械臂與所述第三機械臂具有傾角；所述第一機械臂連接有第二電機，所述第二電機用于驅動所述第一機械臂圍繞與所述第二機械臂連接的關節點旋轉，且所述第一機械臂與所述第二機械臂具有傾角；所述第一機械臂內部還設有第一電機，所述第一電機用于驅動所述第一機械臂圍繞所述第二機械臂的軸線旋轉。

3.根據權利要求2所述的光纖傳感構件的制備裝置，其特征在于：所述打印頭組件設于所述第一機械臂遠離所述第二機械臂的一端端部；所述打印頭組件包括噴頭、散熱器、熱熔器與耗材進料器；所述耗材進料器設有第五電機與齒輪件，所述第五電機與所述齒輪件配合用于將耗材擠壓進入所述熱熔器；所述噴頭與所述熱熔器相連用于將融化的所述耗材噴出；所述散熱器設于所述噴頭處。

4.根據權利要求3所述的光纖傳感構件的制備裝置，其特征在于：所述散熱器包括至少一個散熱風扇，所述散熱風扇還設有對準所述噴頭的出風口；所述耗材進料器與所述熱熔器之間還設有散熱片。

5.根據權利要求1所述的光纖傳感構件的制備裝置，其特征在于：所述光纖鋪設組件還包括光纖卷筒，所述光纖卷筒設于所述鋪設支座遠離所述鋪設滾軸的端面上。

6.根據權利要求5所述的光纖傳感構件的制備裝置，其特征在于：所述光纖卷筒還設有彈性件，所述彈性件與纏繞于所述光纖卷筒的所述光纖連接。

7.根據權利要求6所述的光纖傳感構件的制備裝置，其特征在于：所述鋪設支座與所述光纖導軌的連接處還設有用于固定所述光纖的第一固定環；所述工作臺上還設有固定所述光纖的第二固定環。

8.根據權利要求1所述的光纖傳感構件的制備裝置，其特征在于：所述第一機械手與所述第二機械手分別位于所述操作面的的一條對角線的兩端。

9.根據權利要求8所述的光纖傳感構件的制備裝置，其特征在于：所述操作面上還鋪設有熱床。

10.一種光纖傳感構件的制備方法，包括如下步驟：

S1：熱熔器和熱床開始預熱，直到噴頭和所述熱床的溫度達到預定溫度時，開始打印工作；

S2：所述噴頭通過第一機械臂對準所述熱床并調整好距離；耗材進料器通過第五電機將打印所需的耗材擠壓進入所述熱熔器，并通過齒輪件共同施壓將融化的所述耗材通過所述噴頭噴出；所述噴頭與第一機械手共同配合在所述熱床上移動開始逐層打印出3D構件；

S3：當打印過程進行到需要光纖鋪設層面時，所述噴頭按照光纖鋪設軌跡彎曲次數，將所述光纖鋪設層面分成多個區域；每彎曲一次分成兩個區域，構成容納光纖的光纖槽與光纖鋪設口；然后所述噴頭退出操作面的工作區域，光纖鋪設組件通過第二機械手移動到所述操作面上方開始鋪設光纖工作；光纖從光纖卷筒拉出，穿過第一固定環沿著光纖導軌纏繞于光纖滾軸上后，固定件將所述光纖固定按壓進所述光纖槽；鋪設好的所述光纖遠離所述光纖卷筒的一端穿過工作臺上的第二固定環，所述第二機械手帶動所述光纖鋪設組件退出所述操作面的工作區域，并向所述工作臺的下方移動以保持所述光纖的緊繃狀態；所述噴頭繼續開始打印工作，在所述光纖鋪設層面上繼續逐層打印直至打印結束。