一种用于增材制造的自密封门机构的制作方法

本发明涉及一种用于增材制造的自密封门机构，属于金属增材制造技术领域。

背景技术：

增材制造俗称3D打印，融合计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。因材料成型对环境因素要求较高，部分材料必须在密封无氧或特殊气体环境下才能加工成型，因而对密封条件因素尤为重要。现下行业通过压紧密封圈形变密封门板，该结构不仅笨重不易操作，另一方易损伤密封圈和门把手，同时密封圈老化或损伤后，门密封发生微泄漏不易被察觉，还容易发生不关门加工和打印中途开门等误操作。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作建议，能够实现高效密封的用于增材制造的自密封门机构。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种用于增材制造的自密封门机构，用于针对密封箱体上的门洞实现开启或关闭，包括门板、气圈、气源、导气管、控制模块和至少一组旋钮开关；其中，气圈的周长与密封箱体上门洞的周长相适应，气圈设置于密封箱体外表面、门洞一周；导气管的其中一端与气圈表面相连接，并对接气圈内部空间，导气管的另一端与气源的出气孔相对接；在气源经导气管对气圈的供气下，气圈膨胀；导气管上设置管路控制装置，管路控制装置与控制模块相连接，管路控制装置在控制模块的控制下，针对导气管的通断实现控制，同时，管路控制装置在控制模块的控制下，经导气管实现对气圈的排气；

密封箱体上门洞的口径小于门板的外径，门板的其中一边通过铰链与密封箱体上门洞所在的外表面相活动连接，门板以所连铰链为轴转动，实现对密封箱体上门洞的覆盖；

各组旋钮开关沿门板上、相对连接铰链一边的另一边的表面进行设置，基于门板以所连铰链为轴、向密封箱体上门洞方向的转动，各组旋钮开关实现门板与密封箱体上门洞的锁合；

基于各组旋钮开关实现门板与密封箱体上门洞的锁合，门板与其所面向密封箱体外表面之间的间距、小于导气管在气源充气作用下、突出所设密封箱体外表面的最大距离。

作为本发明的一种优选技术方案：所述各组旋钮开关的结构彼此相同，各组旋钮开关分别均包括旋钮帽、连杆、金属旋片、锁扣、接近检测开关；各组旋钮开关中的接近检测开关分别与所述控制模块相连接；各组旋钮开关分别与其在门板上的设置位置相对应，门板上分别对应各组旋钮开关的设置位置上、设置贯穿门板两面的通孔；

各组旋钮开关结构中：连杆的其中一端与旋钮帽的底面相固定连接，旋钮帽位于门板上背向密封箱体门洞的一侧，连杆的另一端穿过门板上对应的通孔，连杆随旋钮帽的转动、相对门板而转动；旋钮帽底面与其所面向密封箱体表面之间设置预设间距间隙；连杆的另一端与金属旋片相固定垂直连接；锁扣为内置腔体的盒体结构；锁扣内嵌设置于密封箱体外表面上、与门板上对应设置位置处通孔相对应的位置，锁扣上面向门板一侧的表面与其所设密封箱体外表面相平齐，且锁扣上的该面设置贯穿其内外空间的通孔，该通孔的形状、内径与沿连杆方向、金属旋片投影的形状、外径相适应，金属旋片随连杆转动而转动的轨迹区域的外径小于锁扣内部腔体中、与密封箱体上门洞所在面相平行面的内径；金属旋片以其与对应锁扣上通孔相匹配的姿态、插入锁扣当中，并基于旋钮帽对连杆的转动，带动金属旋片在锁扣内部腔体中的转动，使金属旋片与锁扣上通孔呈错位姿态，实现门板与密封箱体上门洞的锁合；接近检测开关设置于对应锁扣的内部腔体中，基于金属旋片在锁扣内的转动，接近检测开关用于实现针对金属旋片与锁扣上通孔彼此之间匹配姿态或错位姿态的检测。

作为本发明的一种优选技术方案：所述各组旋钮开关分别均还包括拨珠装置；各组旋钮开关结构中：拨珠装置分别内嵌设置于密封箱体外表面上、对应旋钮帽底面所面向的位置，旋钮帽底面与其所面向密封箱体表面之间间隙的间距、小于拨珠装置中珠体突出所设面的最大距离，则各拨珠装置分别承载对应旋钮帽底面对其的压力；旋钮帽底面设置两个凹孔，凹孔所对应球形的半径与拨珠装置中珠体的半径相适应；

基于旋钮帽针对金属旋片在对应锁扣中的转动，金属旋片与锁扣上通孔彼此之间呈匹配姿态时，拨珠装置的位置与对应旋钮帽底面上其中一个凹孔的位置相对应，且拨珠装置的珠体活动卡入该凹孔中；以及金属旋片与锁扣上通孔彼此之间呈错位姿态时，拨珠装置的位置与对应旋钮帽底面上另一个凹孔的位置相对应。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括与控制模块相连接的测距传感器，测距传感器内嵌设置于密封箱体外表面、门洞的边缘位置，且测距传感器的测距方向指向门板。

作为本发明的一种优选技术方案：所述管路控制装置包括分别设置于导气管上的电磁阀、压力阀和流量阀，控制模块分别与电磁阀、压力阀和流量阀相连接，电磁阀在控制模块的控制下，经导气管实现对气圈的排气。

作为本发明的一种优选技术方案：各组旋钮开关结构中：连杆与门板上对应通孔的内壁之间设置轴承、铜套，或除轴承、铜套以外的相对转动装置中的任意一种。

作为本发明的一种优选技术方案：所述接近检测开关为磁性检测开关或光学检测开关中的一种。

本发明所述一种用于增材制造的自密封门机构采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明所设计一种用于增材制造的自密封门机构，结构简单，操作便捷，能够实现门板闭合自动化，并在设备工作过程中实现自锁保护，减少误操作，有效保证密封箱体密封性能。

附图说明

图1是本发明所设计用于增材制造的自密封门机构的正视示意图；

图2是本发明所设计用于增材制造的自密封门机构的侧视示意图；

图3是本发明所设计用于增材制造的自密封门机构中旋钮帽底面示意图；

图4是本发明所设计用于增材制造的自密封门机构中旋钮开关的侧视示意图。

其中，1.密封箱体，2.门板，3.气圈，4.气源，5.导气管，6.旋钮开关，7.铰链， 8.旋钮帽，9.连杆，10.金属旋片，11.锁扣，12.接近检测开关，13.拨珠装置，14. 凹孔，15.测距传感器，16.电磁阀，17.压力阀，18.流量阀。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本发明设计了一种用于增材制造的自密封门机构，用于针对密封箱体1上的门洞实现开启或关闭，在具体实际应用当中，具体包括门板2、气圈3、气源4、导气管5、控制模块、测距传感器15和至少一组旋钮开关6；其中，气圈3的周长与密封箱体1上门洞的周长相适应，气圈3设置于密封箱体1外表面、门洞一周；导气管5的其中一端与气圈3表面相连接，并对接气圈3内部空间，导气管5的另一端与气源4的出气孔相对接；在气源4经导气管5对气圈3的供气下，气圈3膨胀；导气管5上设置管路控制装置，管路控制装置与控制模块相连接，管路控制装置在控制模块的控制下，针对导气管5的通断实现控制，同时，管路控制装置在控制模块的控制下，经导气管5实现对气圈 3的排气。实际应用中，针对管路控制装置，具体设计包括分别设置于导气管5上的电磁阀16、压力阀17和流量阀18，控制模块分别与电磁阀16、压力阀17和流量阀18相连接，电磁阀16在控制模块的控制下，经导气管5实现对气圈3的排气。

密封箱体1上门洞的口径小于门板2的外径，门板2的其中一边通过铰链7与密封箱体1上门洞所在的外表面相活动连接，门板2以所连铰链7为轴转动，实现对密封箱体1 上门洞的覆盖。

各组旋钮开关6的结构彼此相同，如图4所示，各组旋钮开关6分别均包括旋钮帽8、连杆9、金属旋片10、锁扣11、接近检测开关12、拨珠装置13；各组旋钮开关6中的接近检测开关12分别与控制模块相连接；各组旋钮开关6沿门板2上、相对连接铰链7一边的另一边的表面进行设置，各组旋钮开关6分别与其在门板2上的设置位置相对应，门板2上分别对应各组旋钮开关6的设置位置上、设置贯穿门板2两面的通孔。

如图4所示，各组旋钮开关6结构中：连杆9的其中一端与旋钮帽8的底面相固定连接，旋钮帽8位于门板2上背向密封箱体1门洞的一侧，连杆9的另一端穿过门板2上对应的通孔，连杆9随旋钮帽8的转动、相对门板2而转动；旋钮帽8底面与其所面向密封箱体1表面之间设置预设间距间隙；连杆9的另一端与金属旋片10相固定垂直连接；锁扣11为内置腔体的盒体结构；基于门板2以所连铰链7为轴、向密封箱体1上门洞方向的转动，锁扣11内嵌设置于密封箱体1外表面上、与门板2上对应设置位置处通孔相对应的位置，锁扣11上面向门板2一侧的表面与其所设密封箱体1外表面相平齐，且锁扣 11上的该面设置贯穿其内外空间的通孔，该通孔的形状、内径与沿连杆9方向、金属旋片 10投影的形状、外径相适应，连杆9与门板2上对应通孔的内壁之间设置轴承、铜套，或除轴承、铜套以外的相对转动装置中的任意一种，由此实现连杆9与门板2上对应通孔内壁之间的结构，金属旋片10随连杆9转动而转动的轨迹区域的外径小于锁扣11内部腔体中、与密封箱体1上门洞所在面相平行面的内径；金属旋片10以其与对应锁扣11上通孔相匹配的姿态、插入锁扣11当中，并基于旋钮帽8对连杆9的转动，带动金属旋片10在锁扣11内部腔体中的转动，使金属旋片10与锁扣11上通孔呈错位姿态，实现门板2与密封箱体1上门洞的锁合；接近检测开关12设置于对应锁扣11的内部腔体中，基于金属旋片10在锁扣11内的转动，接近检测开关12用于实现针对金属旋片10与锁扣11上通孔彼此之间匹配姿态或错位姿态的检测；实际应用中，接近检测开关12为磁性检测开关或光学检测开关中的一种。

各组旋钮开关6结构中：拨珠装置13分别内嵌设置于密封箱体1外表面上、对应旋钮帽8底面所面向的位置，旋钮帽8底面与其所面向密封箱体1表面之间间隙的间距、小于拨珠装置13中珠体突出所设面的最大距离，则各拨珠装置13分别承载对应旋钮帽8底面对其的压力；如图3所示，旋钮帽8底面设置两个凹孔14，凹孔14所对应球形的半径与拨珠装置13中珠体的半径相适应；基于旋钮帽8针对金属旋片10在对应锁扣11中的转动，金属旋片10与锁扣11上通孔彼此之间呈匹配姿态时，拨珠装置13的位置与对应旋钮帽8底面上其中一个凹孔14的位置相对应，且拨珠装置13的珠体活动卡入该凹孔14 中；以及金属旋片10与锁扣11上通孔彼此之间呈错位姿态时，拨珠装置13的位置与对应旋钮帽8底面上另一个凹孔14的位置相对应。

基于各组旋钮开关6实现门板2与密封箱体1上门洞的锁合，门板2与其所面向密封箱体1外表面之间的间距、小于导气管5在气源4充气作用下、突出所设密封箱体1外表面的最大距离。

控制模块与测距传感器15相连接，测距传感器15内嵌设置于密封箱体1外表面、门洞的边缘位置，且测距传感器15的测距方向指向门板2。

将上述所设计用于增材制造的自密封门机构，应用于实际当中，当金属拨片10位于锁扣11中，金属旋片10随连杆9转动而转动时，金属旋片10与锁扣11上通孔彼此之间为匹配姿态时，即金属旋片10可以在旋钮帽8对连杆9的拉动下，退出锁扣11上的通孔，即为打开状态，对此定义为“OPEN”状态；当金属拨片10位于锁扣11中，金属旋片10 随连杆9转动而转动时，金属旋片10与锁扣11上通孔彼此之间为错位姿态时，即金属旋片10此时无法在旋钮帽8对连杆9的拉动下、退出锁扣11上的通孔，即为关闭状态，对此定义为“CLOSE”状态；基于此，实际应用中，分别针对各组旋钮开关6，基于“OPEN”状态和“CLOSE”状态，针对旋钮帽8的相应旋转角度，在其所设位置的边缘上进行“OPEN”标记和“CLOSE”标记，即旋钮帽8转向“OPEN”标记，则金属旋片10与锁扣11上通孔彼此之间为匹配姿态，金属旋片10在旋钮帽8对连杆9的作用下，可以进出锁扣11上的通孔；旋钮帽8转向“CLOSE”标记，则金属旋片10与锁扣11上通孔彼此之间为错位姿态，则金属旋片10在旋钮帽8对连杆9的作用下，无法进出锁扣11上的通孔。

具体的实际应用当中，分为关闭操作与打开操作，当执行关闭操作时，首先针对各组旋钮开关6，将旋钮帽8转动至“OPEN”标记，则推动门板2，使得门板2以所连铰链7 为轴、向密封箱体1上门洞方向的转动，直至各组旋钮开关6中的金属旋片10推入对应锁扣11上的通孔中；接着将旋钮帽8转动至“CLOSE”标记，使得各组旋钮开关6中金属旋片10与锁扣11上通孔彼此之间为错位姿态，实现各组旋钮开关6实现门板2与密封箱体1上门洞的锁合，此时，各组旋钮开关6中的接近检测开关12检测获得金属旋片10与锁扣11上通孔彼此之间的错位姿态，并均发送至控制模块当中，控制模块据此控制测距传感器15工作，并获得来自测距传感器15的测距检测信号，由于此时门板2对密封箱体 1上门洞实现了关闭，则此时控制模块根据所接收到的测距检测信号，同样判断门板2与密封箱体1上门洞处于关闭状态，则控制模块随即控制电磁阀16连通导气管5，并同时控制压力阀17和流量阀18根据预设压力阈值、流量阈值进行工作，针对导气管5中气体的流动进行控制，由气源4经导气管5流向气圈3，使得气圈3的体积膨胀，由于基于各组旋钮开关6实现门板2与密封箱体1上门洞的锁合，门板2与其所面向密封箱体1外表面之间的间距、小于导气管5在气源4充气作用下、突出所设密封箱体1外表面的最大距离，则在气圈3体积的膨胀下，门板2受到来自气圈3的体积膨胀力，如此大大有效体现了门板2与密封箱体1上门洞之间的密封性。

在门板2受到来自气圈3体积膨胀力的同时，进一步增大了各组旋钮开关6中金属旋片10与对应锁扣11内壁之间的压力，如此带来金属旋片10与对应锁扣11内壁之间更大的摩擦力，因此基于金属旋片10、连杆9、旋钮帽8三者的固定连接，在门板2受到来自气圈3体积膨胀力，实现高效密封性的同时，大大增加了各组旋钮开关6中旋钮帽8转动所需要的力度，即此时，使用者几乎很难转动旋钮帽8，就是说在关闭操作下，很难打开门板2，即避免了工作过程中对门板2的误打开操作。

当执行打开操作时，首先操作者通过外设诸如手机、电脑、键盘灯外设设备向控制模块发送打开指令，控制模块接收打开指令后，首先控制电磁阀16切断导气管5，则通知向气圈3输气，同时，控制模块控制电磁阀16经导气管5实现对气圈3的排气，当将气圈3 中的气体排出后；然后针对各组旋钮开关6，将旋钮帽8转动至“OPEN”标记，则拉动门板2，使得门板2以所连铰链7为轴、背向密封箱体1上门洞方向的转动，直至各组旋钮开关6中的金属旋片10退出对应锁扣11上的通孔，即实现了门板2的打开。

本发明所设计用于增材制造的自密封门机构中，之所以设计测距传感器15，并在关闭操作中，控制模块基于测距传感器15的检测，进一步控制电磁阀电磁阀16连通导气管5，其目的在于，设计中仅仅在门板2与密封箱体1上门洞之间处于关闭的状态下，方可对气圈3进行充气；反之若不设计测距传感器15，在门板2处于打开状态下，如果其它金属片被无意插入各组旋钮开关6锁扣11当中，并错误触发接近检测开关12获得金属旋片10 与锁扣11上通孔彼此之间的错位姿态检测，则控制模块就会直接控制电磁阀16连通导气管5，使得气源4直接对气圈3进行输气，没有了门板2与密封箱体1表面对气圈3的限制，直接的充气，有可能将气圈3充爆，因此，本发明设计仅仅在门板2与密封箱体1上门洞之间处于关闭的状态下，方可对气圈3进行充气，由此，设计引入测距传感器15，并基于此，保证实际操作的安全性。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。