[发明专利]一种光纤传感构件的制备装置及方法

说明书

本发明公开了一种光纤传感构件的制备装置及方法，涉及快速成型设备技术领域。一种基于3D打印技术的光纤传感构件的制备装置，其采用双机械手的设计，能够实现一边制造物体一边铺设光纤；通过把光纤埋入待测实体从而形成一个具有传感功能的构件，达到直接检测到待测实体的形变量，从而避免塑性变形。该制备装置结构简单，操作方便，适用面广；提高了测量精度且优化了打印效果，降低了打印件的废品率。一种光纤传感构件的制备方法，基于上述的光纤传感构件的制备装置，具备光纤传感构件的制备装置的特点。

技术领域

本发明涉及快速成型设备技术领域，具体而言，涉及一种光纤传感构件的制备装置及方法。

背景技术

3D打印技术是一系列快速原型成型技术的统称；其基本原理是叠层制造形成3D实体。实体通常由打印所需的耗材通过热熔机融化再冷却凝固形成，但是耗材的硬度与强度不高，导致做出的实体易损坏。

为了解决上述问题，目前一般采用将传感器安置于实体上，通过传感器实时监测打印件的形变程度。通常的作法是将传感器粘贴于实件表面。当被检测的实体发生形变时，粘贴传感器的胶体也会发生形变；但是其胶体的弹性模量与被检实体的不同，因而传感器的测量结果产生误差导致打印出来的实体的废品率还是较高。

发明内容

本发明实施例的目的之一在于提供一种基于3D打印技术的光纤传感构件的制备装置，其采用双机械手的设计，能够实现一边制造物体一边铺设光纤；通过把光纤埋入待测实体从而形成一个具有传感功能的构件，达到直接检测到待测实体的形变量，从而避免塑性变形。该制备装置结构简单，操作方便，适用面广；提高了测量精度且优化了打印效果，降低了打印件的废品率。

本发明实施例的目的之二在于提供一种光纤传感构件的制备方法，基于上述的光纤传感构件的制备装置，具备光纤传感构件的制备装置的特点。

本发明的实施例是这样实现的：

一种光纤传感构件的制备装置，包括第一机械手、第二机械手与支承装置；支承装置包括具有支承面的底座以及设于支承面上的工作台；第一机械手与第二机械手相对设置于工作台的两侧；工作台远离支承面的端面为操作面。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；另一端与支承面可转动地连接，用于移动打印头组件在操作面上打印出3D构件。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；光纤铺设组件包括铺设支座、固定件、铺设滚轴与光纤导轨；铺设滚轴通过滚轴支架设于铺设支座上；光纤导轨的两端分别连接于铺设滚轴与铺设支座；固定件具有相对的两端，其中一端与铺设支座可转动地连接，另一端与光纤可分离地配合；光纤沿着光纤导轨延伸直至缠绕于铺设滚轴，并与固定件配合；第二机械手的另一端与支承面可转动地连接，用于移动光纤铺设组件将光纤嵌入3D构件。

发明人发现：目前一般采用将传感器安置于实体上实现实时监测形变量，通常的作法是将传感器粘贴于实件表面。但是其粘贴所用的胶体的弹性模量与被检实体的不同，因而传感器的测量结果产生误差导致打印出来的实体的废品率较高。

旨在解决上述情况，发明人设计了一种光纤传感构件的制备装置，具备双机械手的操作方式，其第一机械手与第二机械手可活动地相对设置于工作台的两侧。第一机械手可拆式地设有打印头组件，用于在工作台的操作面上打印出3D构件；第二机械手可拆式地设有光纤铺设组件，用于将光纤嵌入3D构件。其光纤铺设组件包括铺设支座以及设于该铺设支座上的固定件、铺设滚轴与光纤导轨；其中铺设滚轴是通过滚轴支架设于铺设支座上；而光纤导轨的两端分别连接于铺设滚轴与铺设支座。固定件具有相对的两端，其中一端与铺设支座可转动地连接。当光纤沿着光纤导轨延伸直至缠绕于铺设滚轴，固定件的另一端用于与光纤可分离地配合。该制备装置结构简单，操作方便；通过把光纤埋入待测实体共同形成一个具有传感功能的构件，达到直接检测到待测实体的形变量，从而避免塑性变形；提高了测量精度且优化了打印效果，降低了打印件的废品率。

在本发明的一种实施方式中：