一种高压氧舱3D打印设备的制作方法

本实用新型涉及高压氧舱成型设备的技术领域，具体涉及一种用于高压氧舱的3D打印设备。

背景技术：

治疗用高压氧舱基本采取钢板卷制成圆筒状，然后在首尾相接处及两端加盖板处进行焊接，使其为封闭的筒体。该结构存在较多问题：一是由于采用钢板材料使得该高压氧舱比较笨重，运输非常困难；二是由于高压氧舱室的工作压力为3Kg左右，因此，对焊接质量要求较高，检测、探伤非常严格，且过大的舱体也增加了检验难度，增加了制造成本；三是圆筒状的舱体不利于患者行动，影响了患者对舱体的适应性，也可能降低舱体空间的利用率；四是由于舱体不便于运输基本在厂家完成制造，到现场已无法改动，对场地的适应性差，如果稍不注意可能导致无法安装和使用。

由于上述诸多问题的存在，制约了高压氧舱的使用水平。本实用新型人认为有必要对现有高压氧舱的制造方法进行改进，使其不需要在专业厂家生产制造，而是在现场进行，其大小、形状、体积可以随场地的大小进行调整，极大增加高压氧舱对场地的适应能力，以及患者对高压氧舱的适应能力。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种高压氧舱3D打印设备，该打印设备可现场直接打印高压氧舱，使高压氧舱的结构、形状、大小可调，从而提高与场地的匹配度。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种高压氧舱3D打印设备，包括：

喷头组，至少具有两个打印喷头，

多自由度移动座，所述多自由度移动座包括移动底座、通过第一旋转电机与所述移动底座可旋转连接的第一竖直升降缸、通过铰链可旋转连接在第一竖直升降缸活塞端部的水平伸缩缸和通过第二旋转电机与水平伸缩缸活塞端部可旋转连接的第二竖直升降缸，所述喷头组通过第三旋转电机与第二竖直升降缸可旋转连接，

所述竖直升降缸与水平伸缩缸之间设置有举升缸，所述举升缸的缸座与竖直升降缸的缸座可旋转固定，所述举升缸的活塞端部与水平伸缩缸的缸座可滑动连接，

供应系统，至少包括用于高压氧舱舱体的基体材料供应系统和骨架材料供应系统，

所述基体材料供应系统和骨架材料供应系统均包括提供打印材料的供料管路、与供料管路连通的盛料盒和管路动力装置，所述供料管路与打印喷头的打印通道连通，所述打印喷头的打印通道内设置有可将打印材料增压形成喷射状的增压段。

进一步，所述供应系统还包括用于喷涂在高压氧舱舱体表面的涂层材料供应系统。

进一步，所述管路动力装置包括用于挤压供料管路对打印材料产生驱动力的驱动泵和对打印材料流量进行控制的电磁节流阀。

进一步，还包括控制系统，所述控制系统包括3D扫瞄仪、信息接收系统、分析处理系统，以及对打印程序或操作指令或打印状态实时监测的显示器，所述3D扫瞄仪设置在喷头组上，所述信息接收系统与3D扫瞄仪电性连接。

进一步，所述喷头组包括喷头固定盒，所述喷头固定盒内至少设置三个喷头固定槽，所述打印喷头放置在喷头固定槽内，其一端通过供料管路与供应系统连通，另一端通过驱动泵的动力驱动和增压段的增压作用进行喷射操作。

进一步，所述举升缸与水平伸缩缸之间设置有水平滑动导向结构，所述水平滑动导向结构包括一固定在举升缸活塞端部的滑座，所述滑座上设置有T型滑块，所述水平伸缩缸的缸座上设置有与所述T型滑块外形相适应的T型滑槽。

进一步，还包括电源，所述移动底座为一空腔壳体结构，所述电源设置于所述移动底座的空腔内。

进一步，所述第一旋转电机、第二旋转电机及第三旋转电机均为步进电机。

进一步，所述增压段为进口大、出口小的锥度段。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过多自由度移动座实现打印喷头的空间位置移动，从而实现任意空间位置的连续打印作业，从而完成任意形状、大小、轮廓高压氧舱的打印，同时，通过基体材料供应系统和骨架材料供应系统提供了组成高压氧舱舱体的不同材料，使舱体的承压水平和结构强度增强，提高了高压氧舱的安全性。总之，通过本实用新型的3D打印设备可以在使用现场直接打印高压氧舱体，不再需要在专业厂家生产制造，其大小、形状、体积可以随场地的大小进行调整，极大增加高压氧舱对场地以及患者对高压氧舱的适应能力，利于高压氧舱的推广使用和降低运输成本及使用成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型去除控制系统后的主视图；

图3为图2的俯视图；

图4为图2沿A－A向的剖视图；

图5为喷头固定盒的主视图；

图6为图5的俯视图；

图7为图6沿B－B向的剖视图；

图8为第二竖直升降缸的主视图；

图9为图8的左视图；

图10为打印喷头的剖视图。

附图标记说明：

1－打印喷头；2－移动底座；3－第一旋转电机；4－第一竖直升降缸；5－水平伸缩缸；6－第二旋转电机；7－第二竖直升降缸；8－第三旋转电机；9－滚轮；10－举升缸；11－基体材料供应系统；12－骨架材料供应系统；13－供料管路；14－盛料盒；15－驱动泵；16－电磁节流阀；17－3D扫瞄仪；18－信息接收系统；19－分析处理系统；20－显示器；21－油池；22－液压油循环回路；23－油泵；24－电控流量阀；25－增压段；26－涂层材料供应系统；27－喷头固定盒；28－喷头固定槽；29－滑座；30－T型滑块；31－T型滑槽；32－电源；33－轴承孔；34－固定轴；35－螺纹孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的上述描述中，需要说明的是，术语“一侧”、“另一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“相同”等术语并不表示要求部件绝对相同，而是可以存在微小的差异。术语“垂直”仅仅是指部件之间的位置关系相对“平行”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

如图1至图10所示，本实施例的一种高压氧舱3D打印设备，包括：

喷头组，设置有多个打印喷头1，

多自由度移动座，包括移动底座2、通过第一旋转电机3与所述移动底座可旋转连接的第一竖直升降缸4、通过铰链可旋转连接在第一竖直升降缸活塞端部的水平伸缩缸5和通过第二旋转电机6与水平伸缩缸活塞端部可旋转连接的第二竖直升降缸7，喷头组通过第三旋转电机8与第二竖直升降缸可旋转连接，可360度旋转，实现周向上任意角度的打印，移动底座设置滚轮9和驱动机构(未示出)，具有移动功能，可实现水平面上的移动，第一竖直升降缸实现竖直方向的升降，水平伸缩缸实现水平方向的伸缩，第二竖直升降缸实现竖直方向的位置调节，从而实现喷头的多个直线自由度，同时，本实施例还通过第一旋转电机实现绕XOY平面的旋转，通过第二旋转电机及第三旋转电机的配合使用，实现绕XOZ平面、YOZ平面的旋转，当然，通过调整，两电机的结合可实现更多平面的旋转，如图1所示，

另外，本实施例为增加更多自由度，在竖直升降缸与水平伸缩缸之间设置举升缸10，举升缸的缸座与竖直升降缸的缸座铰接固定，举升缸的活塞端部与水平伸缩缸的缸座可滑动连接，当举升缸的活塞伸出时，水平伸缩缸在铰接处绕竖直升降缸旋转，从而形成各种倾斜状态，实现更多空间状态，更好地匹配打印作业，使打印区域无限制，无死角，

供应系统，至少包括用于高压氧舱舱体的基体材料供应系统11和骨架材料供应系统12，

基体材料供应系统和骨架材料供应系统均包括提供打印材料的供料管路13、与供料管路连通的盛料盒14和管路动力装置，供料管路与打印喷头的打印通道连通，具体的，管路动力装置包括用于挤压供料管路对打印材料产生驱动力的驱动泵15和对打印材料流量进行控制的电磁节流阀16，当使用材料为纯液体时，驱动泵15为齿轮泵，当使用材料为液态混凝土时，驱动泵15为泥桨泵。

还包括控制系统，控制系统包括3D扫瞄仪17、信息接收系统18、分析处理系统19，以及对打印程序或操作指令或打印状态实时监测的显示器20，所述3D扫瞄仪设置在喷头组上，所述信息接收系统与3D扫瞄仪及分析处理系统电性连接；分析处理系统与打印喷头、驱动泵、电磁节流阀电性连接。3D扫瞄仪对打印舱体的实时外貌进行全方位扫瞄得到空间位置数据，通过信息接收系统接收并传送到分析处理系统，进行数据处理后得到三维数学模型，直接在显示器显示，使操作者可以实时动态地了解打印情况，同时，当发现作业异常时，操作者也可通过显示器终端调整打印程序，以得到更准确的打印效果，通过控制系统可实现对扫瞄过程、打印过程及打印状态的实时跟踪的全程智能化和自动化，使舱体打印过程更准确、可控，且效率更高。

本实施例中，第一竖直升降缸、第二竖直升降缸、水平伸缩缸均为液压缸，本实施例还包括液压油供应系统，液压油系统包括油池21、与油池和各液压缸连通的液压油循环回路22、设置在液压油循环回路的油泵23和电控流量阀24，即油池和任一液压缸均设置液压油循环回路，使电控流量阀与液压缸一一对应设置，且多个电控流量阀与分析处理系统并联，从而使控制系统对任一液压缸进行单独的控制，可精确调整喷头的空间位置，实现更准确的打印操作，利于提高打印质量。

本实施例通过基体材料供应系统提供基体材料，通过骨架材料供应系统提供骨架材料，使高压氧舱具有骨架和基体材料混合而成的舱体，提高了结构强度和承压水平，并通过具有多自由度的打印喷头实现了任意空间位置的连续打印作业，从而可进行任意形状、大小、轮廓高压氧舱的打印。

总之，通过本实用新型的3D打印设备可以在使用现场直接打印高压氧舱体，不再需要在专业厂家生产制造，其大小、形状、体积可以随场地的大小进行调整，极大增加高压氧舱对场地以及患者对高压氧舱的适应能力，利于高压氧舱的推广使用和降低运输成本及使用成本。

作为本实施例的改进，打印喷头的打印通道内设置有可将打印材料增压形成喷射状的增压段25，具体的如图10所示，增压段25为进口大、出口小的锥度段，此时，进口面积大于出口面积，压力不变，压强增大，使材料成喷射状。

作为本实施例的改进，供应系统还包括涂层材料供应系统26，涂层材料供应系统用于将一些涂层材料喷涂在高压氧舱舱体表面，对高压舱体形成一定保护，如在舱体内表面喷涂纳米塑料材料，可增加舱体的抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用，也可喷涂聚脲材料，可增加舱体的抗静电能力，从而预防舱内火灾，提高安全性。

作为本实施例的改进，喷头组包括喷头固定盒27，喷头固定盒内至少设置三个喷头固定槽28，如图7所示，打印喷头各放置在喷头固定槽内，其一端通过供料管路与供应系统连通，另一端通过驱动泵的动力驱动和增压段的增压作用进行喷射操作，本实施例为三个打印喷头，一个与基体材料供应系统连通，一个骨架材料供应系统连通，一个与及涂层材料供应系统连通，分别进行基体材料、骨架材料及涂层材料的打印操作。

如图5所示，喷头固定盒外部设置有轴承孔33，如图8、图9所示，在第二竖直升降缸设置有与轴承孔旋转配合的固定轴34，第三旋转电机与第二竖直升降缸固定，其主轴与喷头固定盒固定。另外，在固定盒表面还设置与喷头固定槽一一对应的螺纹孔35，可用紧固螺钉对喷头进行固定，如图5所示。

作为本实施例的改进，如图1所示，举升缸与水平伸缩缸之间设置有水平滑动导向结构，水平滑动导向结构包括一固定在举升缸活塞端部的滑座29，滑座上设置有T型滑块30，水平伸缩缸的缸座上设置有与所述T型滑块外形相适应的T型滑槽31。当水平伸缩缸在举升缸的作用下，作旋转运动时，T型滑块在T型滑槽滑动，以调节空间姿态，使运动协调、不干涉。

作为本实施例的改进，如图4所示，还包括电源32，移动底座为一空腔壳体结构，电源设置于移动底座的空腔内。使设备整洁、规范。电源可以是畜电池，与各系统电性连接，提供驱动电能。

作为本实施例的改进，第一旋转电机、第二旋转电机及第三旋转电机均为步进电机。可使旋转和打印操作更精确，提高打印质量。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。