以在喷头32内将固态物料熔化，进而第三驱动电机通过向喷头32供料以将熔化后的物料挤出喷头32，而且喷头32按照空间大型桁架结构在轨制造的装置100设定的打印轨迹打印桁架结构。
[0033]在太空环境下打印空间大型桁架之前，可以在地面环境下先打印一部分桁架结构，从而在太空环境下对已有的桁架结构进行增材制造，可以降低打印空间大型桁架结构的难度。在打印空间大型桁架结构时，基板20相对中轴10从上向下移动，喷头32在垂直于中轴10的平面内围绕中轴10转动，从而可以不断地打印桁架结构。需要说明的是，与中轴10的外螺纹配合的基板20上的内螺纹需要不断地打印以便基板20相对中轴10移动。
[0034]另外，需要说明的是，空间大型桁架结构在轨制造的装置100在打印桁架结构的过程中，基板20作为桁架结构的打印平面，可以为一次性用品，基板20在打印桁架结构完成后，与桁架结构成为一个整体结构，而空间大型桁架结构在轨制造的装置100的3D打印组件30可以重复使用。换言之，通过更换基板20，空间大型桁架结构在轨制造的装置100的3D打印组件30可以一直使用以用来打印桁架结构。
[0035]由此，根据本发明的空间大型桁架结构在轨制造的装置100，可以在太空中打印空间大型桁架结构，从而可以降低结构重量，以及可以节约运输成本。而且通过中轴10和基板20之间的相对移动，可以突破现有技术空间大型中桁架结构制造的空间局限性，从而可以实现超过装置100尺寸的空间大型桁架结构的制造。
[0036]在本发明的一些示例中，如图1所示，空间大型桁架结构在轨制造的装置100还可以包括上轴承40，上轴承40套设在中轴10的上端处以支承中轴10，上轴承40与供料装置31固定连接。进一步地，空间大型桁架结构在轨制造的装置100还可以包括第一驱动电机50，第一驱动电机50设置在中轴10上，而且第一驱动电机50用于驱动上轴承40转动。第一驱动电机50驱动上轴承40转动以带动供料装置31围绕中轴10周向转动，从而供料装置31可以向喷头32内稳定地推送物料。
[0037]可选地，空间大型桁架结构在轨制造的装置100还可以包括太阳能板90，太阳能板90可以吸收太阳能并转化成电能以用于带动第一驱动电机50、第二驱动电机和第三驱动电机工作。
[0038]进一步地，空间大型桁架结构在轨制造的装置100还可以包括外壳体60，供料装置31和喷头32内置于外壳体60内，而且供料装置31和喷头32均与外壳体60相连。可以理解的是，第一驱动电机50通过驱动上轴承40转动以带动供料装置31转动，由于外壳体60和供料装置31相连，外壳体60可以随着供料装置31围绕中轴10的周向转动。进一步地，外壳体60和喷头32相连，喷头32可以随着外壳体60围绕中轴10的周向转动，从而喷头32可以在垂直于中轴10的平面上不断地制造桁架结构。也就是说，第一驱动电机50即可带动供料装置31和喷头32围绕中轴10的周向转动，从而可以使得空间大型桁架结构在轨制造的装置100结构简单且节省能源。可选地，如图1所示，外壳体60可以呈环状，环状的外壳体60结构简单。
[0039]在本发明的一些具体示例中，如图1所示，空间大型桁架结构在轨制造的装置100还可以包括下轴承70，下轴承70套设在中轴10的下端处，而且下轴承70与喷头32相连，喷头32包括多个，而且多个喷头32沿中轴10的周向均匀分布在下轴承70上，供料装置31包括多个，而且多个供料装置31沿周向均匀分布在上轴承40上，供料装置31与喷头32一一对应。通过设置多个供料装置31和多个喷头32，可以有效提高空间大型桁架结构在轨制造的装置100的打印效率。
[0040]可选地，如图1所示，空间大型桁架结构在轨制造的装置100还可以包括用于监控喷头32的监控器80，监控器80设置在外壳体60的下端面上。具体地，监控器80与喷头32可以处于同一平面内。空间大型桁架结构在轨制造的装置100可以通过监控器80监测到基板20的定位和桁架结构的打印质量。可选地，监控器80可以包括激光测距仪器。
[0041]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0042]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种空间大型桁架结构在轨制造的装置，其特征在于，包括: 中轴； 基板，所述基板套设在所述中轴上且沿所述中轴的轴向可移动； 3D打印组件，所述3D打印组件包括供料装置和喷头，所述供料装置设置成可向所述喷头内推送物料，所述喷头设置在所述基板上方，且所述供料装置和所述喷头设置成可环绕所述中轴转动； 加热元件，所述加热元件用于对所述喷头内的物料进行加热。
2.根据权利要求1所述的空间大型桁架结构在轨制造的装置，其特征在于，还包括上轴承，所述上轴承套设在所述中轴的上端处以支承所述中轴，所述上轴承与所述供料装置固定连接。
3.根据权利要求2所述的空间大型桁架结构在轨制造的装置，其特征在于，还包括第一驱动电机，所述第一驱动电机设置在所述中轴上且用于驱动所述上轴承转动。
4.根据权利要求2所述的空间大型桁架结构在轨制造的装置，其特征在于，还包括外壳体，所述供料装置和所述喷头内置于所述外壳体内且与所述外壳体相连。
5.根据权利要求2所述的空间大型桁架结构在轨制造的装置，其特征在于，还包括下轴承，所述下轴承套设在所述中轴的下端处且与所述喷头相连，所述喷头包括多个且沿所述中轴的周向均匀分布在所述下轴承上，所述供料装置包括多个且沿所述周向均匀分布在所述上轴承上，所述供料装置与所述喷头一一对应。
6.根据权利要求4所述的空间大型桁架结构在轨制造的装置，其特征在于，所述外壳体呈环状。
7.根据权利要求1所述的空间大型桁架结构在轨制造的装置，其特征在于，所述基板内设有内螺纹，所述中轴处设有外螺纹，所内螺纹与所述外螺纹螺纹连接。
8.根据权利要求7所述的空间大型桁架结构在轨制造的装置，其特征在于，还包括第二驱动电机，所述第二驱动电机设置在所述中轴上且驱动所述中轴相对所述基板转动。
9.根据权利要求4所述的空间大型桁架结构在轨制造的装置，其特征在于，还包括用于监控所述喷头的监控器，所述监控器设置在所述外壳体的下端面上。
10.根据权利要求9所述的空间大型桁架结构在轨制造的装置，其特征在于，所述监控器与所述喷头处于同一平面内。
【专利摘要】本发明公开了一种空间大型桁架结构在轨制造的装置，空间大型桁架结构在轨制造的装置包括：中轴；基板，所述基板套设在所述中轴上且沿所述中轴的轴向可移动；3D打印组件，所述3D打印组件包括供料装置和喷头，所述供料装置设置成可向所述喷头内推送物料，所述喷头设置在所述基板上方，且所述供料装置和所述喷头设置成可环绕所述中轴转动；加热元件，所述加热元件用于对所述喷头内的物料进行加热。根据本发明实施例的空间大型桁架结构在轨制造的装置，可以在太空中打印桁架结构，而且可以突破装置对桁架结构尺寸的限制。
【IPC分类】B29C67-00, B33Y30-00
【公开号】CN104760292
【申请号】CN201510209530
【发明人】王罡, 胡毅森, 汪文广, 融亦鸣
【申请人】清华大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月28日