[发明专利]一种光纤传感构件的制备装置及方法

权利要求书

1.一种光纤传感构件的制备装置，其特征在于：

包括第一机械手、第二机械手与支承装置；所述支承装置包括具有支承面的底座以及设于所述支承面上的工作台；所述第一机械手与所述第二机械手相对设置于所述工作台的两侧；所述工作台远离所述支承面的端面为操作面；

所述第一机械手具有相对的两端，其中一端可拆式地设有打印头组件；另一端与所述支承面可转动地连接，用于移动所述打印头组件在所述操作面上打印出3D构件；

所述第二机械手具有相对的两端，其中一端可拆式地设有光纤铺设组件；所述光纤铺设组件包括铺设支座、固定件、铺设滚轴与光纤导轨；所述铺设滚轴通过滚轴支架设于所述铺设支座上；所述光纤导轨的两端分别连接于所述铺设滚轴与所述铺设支座；所述固定件具有相对的两端，其中一端与所述铺设支座可转动地连接，另一端与光纤可分离地配合；所述光纤沿着所述光纤导轨延伸直至缠绕于所述铺设滚轴，并与所述固定件配合；所述第二机械手的另一端与所述支承面可转动地连接，用于移动所述光纤铺设组件将所述光纤嵌入所述3D构件。

2.根据权利要求1所述的光纤传感构件的制备装置，其特征在于：所述第一机械手与所述第二机械手均为四轴机械手，具有依次可转动连接的第一机械臂、第二机械臂与第三机械臂；所述第三机械臂连接有设于所述底座的第四电机，所述第四电机用于驱动所述第三机械臂围绕所述第四电机的轴线旋转；所述第二机械臂连接有第三电机，所述第三电机用于驱动所述第二机械臂围绕与所述第三机械臂连接的关节点旋转，且所述第二机械臂与所述第三机械臂具有倾角；所述第一机械臂连接有第二电机，所述第二电机用于驱动所述第一机械臂围绕与所述第二机械臂连接的关节点旋转，且所述第一机械臂与所述第二机械臂具有倾角；所述第一机械臂内部还设有第一电机，所述第一电机用于驱动所述第一机械臂围绕所述第二机械臂的轴线旋转。

3.根据权利要求2所述的光纤传感构件的制备装置，其特征在于：所述打印头组件设于所述第一机械臂远离所述第二机械臂的一端端部；所述打印头组件包括喷头、散热器、热熔器与耗材进料器；所述耗材进料器设有第五电机与齿轮件，所述第五电机与所述齿轮件配合用于将耗材挤压进入所述热熔器；所述喷头与所述热熔器相连用于将融化的所述耗材喷出；所述散热器设于所述喷头处。

4.根据权利要求3所述的光纤传感构件的制备装置，其特征在于：所述散热器包括至少一个散热风扇，所述散热风扇还设有对准所述喷头的出风口；所述耗材进料器与所述热熔器之间还设有散热片。

5.根据权利要求1所述的光纤传感构件的制备装置，其特征在于：所述光纤铺设组件还包括光纤卷筒，所述光纤卷筒设于所述铺设支座远离所述铺设滚轴的端面上。

6.根据权利要求5所述的光纤传感构件的制备装置，其特征在于：所述光纤卷筒还设有弹性件，所述弹性件与缠绕于所述光纤卷筒的所述光纤连接。

7.根据权利要求6所述的光纤传感构件的制备装置，其特征在于：所述铺设支座与所述光纤导轨的连接处还设有用于固定所述光纤的第一固定环；所述工作台上还设有固定所述光纤的第二固定环。

8.根据权利要求1所述的光纤传感构件的制备装置，其特征在于：所述第一机械手与所述第二机械手分别位于所述操作面的的一条对角线的两端。

9.根据权利要求8所述的光纤传感构件的制备装置，其特征在于：所述操作面上还铺设有热床。

10.一种光纤传感构件的制备方法，包括如下步骤：

S1：热熔器和热床开始预热，直到喷头和所述热床的温度达到预定温度时，开始打印工作；

S2：所述喷头通过第一机械臂对准所述热床并调整好距离；耗材进料器通过第五电机将打印所需的耗材挤压进入所述热熔器，并通过齿轮件共同施压将融化的所述耗材通过所述喷头喷出；所述喷头与第一机械手共同配合在所述热床上移动开始逐层打印出3D构件；

S3：当打印过程进行到需要光纤铺设层面时，所述喷头按照光纤铺设轨迹弯曲次数，将所述光纤铺设层面分成多个区域；每弯曲一次分成两个区域，构成容纳光纤的光纤槽与光纤铺设口；然后所述喷头退出操作面的工作区域，光纤铺设组件通过第二机械手移动到所述操作面上方开始铺设光纤工作；光纤从光纤卷筒拉出，穿过第一固定环沿着光纤导轨缠绕于光纤滚轴上后，固定件将所述光纤固定按压进所述光纤槽；铺设好的所述光纤远离所述光纤卷筒的一端穿过工作台上的第二固定环，所述第二机械手带动所述光纤铺设组件退出所述操作面的工作区域，并向所述工作台的下方移动以保持所述光纤的紧绷状态；所述喷头继续开始打印工作，在所述光纤铺设层面上继续逐层打印直至打印结束。