[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

本發明公開了一種光纖傳感構件的制備裝置及方法，涉及快速成型設備技術領域。一種基于3D打印技術的光纖傳感構件的制備裝置，其采用雙機械手的設計，能夠實現一邊制造物體一邊鋪設光纖；通過把光纖埋入待測實體從而形成一個具有傳感功能的構件，達到直接檢測到待測實體的形變量，從而避免塑性變形。該制備裝置結構簡單，操作方便，適用面廣；提高了測量精度且優化了打印效果，降低了打印件的廢品率。一種光纖傳感構件的制備方法，基于上述的光纖傳感構件的制備裝置，具備光纖傳感構件的制備裝置的特點。

技術領域

本發明涉及快速成型設備技術領域，具體而言，涉及一種光纖傳感構件的制備裝置及方法。

背景技術

3D打印技術是一系列快速原型成型技術的統稱；其基本原理是疊層制造形成3D實體。實體通常由打印所需的耗材通過熱熔機融化再冷卻凝固形成，但是耗材的硬度與強度不高，導致做出的實體易損壞。

為了解決上述問題，目前一般采用將傳感器安置于實體上，通過傳感器實時監測打印件的形變程度。通常的作法是將傳感器粘貼于實件表面。當被檢測的實體發生形變時，粘貼傳感器的膠體也會發生形變；但是其膠體的彈性模量與被檢實體的不同，因而傳感器的測量結果產生誤差導致打印出來的實體的廢品率還是較高。

發明內容

本發明實施例的目的之一在于提供一種基于3D打印技術的光纖傳感構件的制備裝置，其采用雙機械手的設計，能夠實現一邊制造物體一邊鋪設光纖；通過把光纖埋入待測實體從而形成一個具有傳感功能的構件，達到直接檢測到待測實體的形變量，從而避免塑性變形。該制備裝置結構簡單，操作方便，適用面廣；提高了測量精度且優化了打印效果，降低了打印件的廢品率。

本發明實施例的目的之二在于提供一種光纖傳感構件的制備方法，基于上述的光纖傳感構件的制備裝置，具備光纖傳感構件的制備裝置的特點。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種光纖傳感構件的制備裝置，包括第一機械手、第二機械手與支承裝置；支承裝置包括具有支承面的底座以及設于支承面上的工作臺；第一機械手與第二機械手相對設置于工作臺的兩側；工作臺遠離支承面的端面為操作面。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；另一端與支承面可轉動地連接，用于移動打印頭組件在操作面上打印出3D構件。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；光纖鋪設組件包括鋪設支座、固定件、鋪設滾軸與光纖導軌；鋪設滾軸通過滾軸支架設于鋪設支座上；光纖導軌的兩端分別連接于鋪設滾軸與鋪設支座；固定件具有相對的兩端，其中一端與鋪設支座可轉動地連接，另一端與光纖可分離地配合；光纖沿著光纖導軌延伸直至纏繞于鋪設滾軸，并與固定件配合；第二機械手的另一端與支承面可轉動地連接，用于移動光纖鋪設組件將光纖嵌入3D構件。

發明人發現：目前一般采用將傳感器安置于實體上實現實時監測形變量，通常的作法是將傳感器粘貼于實件表面。但是其粘貼所用的膠體的彈性模量與被檢實體的不同，因而傳感器的測量結果產生誤差導致打印出來的實體的廢品率較高。

旨在解決上述情況，發明人設計了一種光纖傳感構件的制備裝置，具備雙機械手的操作方式，其第一機械手與第二機械手可活動地相對設置于工作臺的兩側。第一機械手可拆式地設有打印頭組件，用于在工作臺的操作面上打印出3D構件；第二機械手可拆式地設有光纖鋪設組件，用于將光纖嵌入3D構件。其光纖鋪設組件包括鋪設支座以及設于該鋪設支座上的固定件、鋪設滾軸與光纖導軌；其中鋪設滾軸是通過滾軸支架設于鋪設支座上；而光纖導軌的兩端分別連接于鋪設滾軸與鋪設支座。固定件具有相對的兩端，其中一端與鋪設支座可轉動地連接。當光纖沿著光纖導軌延伸直至纏繞于鋪設滾軸，固定件的另一端用于與光纖可分離地配合。該制備裝置結構簡單，操作方便；通過把光纖埋入待測實體共同形成一個具有傳感功能的構件，達到直接檢測到待測實體的形變量，從而避免塑性變形；提高了測量精度且優化了打印效果，降低了打印件的廢品率。

在本發明的一種實施方式中：