一体化3D打印传感器外壳

本发明涉及一种传感器外壳，具体涉及一种一体化3d打印的三防传感器外壳，属于3d一体化打印。

背景技术：

1、传感器是一种能接受外界信息，并将其转化为电信号或其他形式的信息输出，进而满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求的精密装置。生产实践中通常给传感器加装外壳，以此来保证传感器功能的准确性和稳定性。

2、在矿山开采、建筑物爆破等类似的活动中，工作在条件较为恶劣的环境中的人员往往会面临因爆炸带来的冲击波威胁。在对诸如此类的冲击波进行探测时，普通的个人数字助理终端由于电磁辐射大，锂电池电芯的使用材质和电池保护板等都没有做特殊处理，无法保证使用安全性，故对冲击波传感器的外壳进行处理，使其具有防冲击、防水、防尘(以下简称“三防”)功能便尤为重要。

3、在外壳材质方面，追求防冲击的相关性能，目前已有的冲击波传感器外壳倾向于采用用较厚的不锈钢或pei(聚醚酰亚胺)等材料来保证其抗冲击性。目前已有的吸能抗冲击结构常用泡沫铝等泡沫材料作为填充材料。利用不锈钢与pei等材料的传统外壳需要设计较厚较笨重的壳体，其便携性较差。而且当传统材料受到轴向冲击时，会向两侧分离，进而导致冲击区的抗压能力降低，抗冲击性能下降。此外，选用泡沫铝等材料作为内部填充材料，其本身结构随机，抗冲击性能不稳定，且加工难度大，制作成本高等问题使得类似的泡沫材料并非优选。

4、在防水方面，传感器外壳常用的防水后盖通常使用普通的连续螺纹与壳体连接，或者通过额外的螺钉进行紧固。但使用连续螺纹进行连接为追求更好的密封性，就要增加螺纹的外径和圈数，这会增加后盖质量和长度，导致需要更长的时间拧紧螺纹。需要额外螺丝紧固的后盖便捷性更差，同时缺少螺丝刀等工具或者螺丝丢失，将导致密封性的下降。

5、同时，对于外壳在两种不相融材料的连接方面，现有技术通常采用粘合或机械结构嵌合的方式实现。粘合方式通常采用环氧树脂作为粘合剂，将其二者粘合。机械结构嵌合的方式则需要额外设计机械结构，通过卡口、凹槽等结构实现两种不同材料的结合。但材料的性能差异较大，且对使用环境有较高的要求，导致该方法并不能通用于广泛的场所；机械结构嵌合的方式则需要额外设计机械结构，在制作时增加工序、耗时耗力。

6、此外，针对防水防尘技术方面，传统的传感器外壳在安装有防水效果的橡胶o型圈时常常遇到密封不严密，胶圈脱落等情况。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种一体化3d打印的传感器外壳，采用一体化3d打印的方案，能够提高该传感器外壳的三防(即防冲击、防水、防尘)能力。

2、一体化3d打印的传感器外壳包括：一体化3d打印的壳体a和一体化3d打印的壳体b；

3、所述壳体a为具有顶盖、底部开口的结构，顶盖具有中心通孔；所述壳体a内圆周面上具有环形凸台，环形凸台与顶盖下端面之间的区域内一体化打印有抗冲击层；所述抗冲击层为具有中心孔的环形结构，该中心孔与顶盖中心的中心通孔连通形成用于使冲击波传感器的测试端穿过的传感器孔；所述壳体a位于环形凸台下方的内圆周面上一体化打印有内螺纹，所述环形凸台的下端面一体化打印有密封带a；

4、所述壳体b为底部封闭、顶部开口的结构，所述壳体b外圆周面的底部具有轴肩，轴肩上端面一体化打印有密封带b；所述壳体b外圆周一体化打印有与所述内螺纹配合的外螺纹；

5、所述壳体a上的内螺纹和所述壳体b上的外螺纹配合实现两者的密封对接，形成用于放置冲击波传感器的腔体；同时，所述壳体a下端面压紧密封带b，壳体b上端面压紧密封带a。

6、作为本发明的一种优选方式，所述壳体a位于环形凸台下方的内圆周面上一体化打印有沿周向均匀间隔分布的内螺纹形成断隔螺纹a；

7、所述壳体b外圆周上一体化打印有与所述断隔螺纹a一一对应的断隔螺纹b。

8、作为本发明的一种优选方式，所述环形凸台与顶盖下端面之间的区域内3d打印负泊松比结构作为抗冲击层。

9、作为本发明的一种优选方式，所述壳体b内部用于安装冲击波传感器的平台上一体化打印有缓冲垫。

10、作为本发明的一种优选方式，所述密封带a和壳体a材质不同、所述密封带b和壳体b材质不同，在打印过程中，采用打印交错结构的方式将两种材料结合。

11、作为本发明的一种优选方式，所述缓冲垫和壳体b材质不同，在打印过程中，采用打印交错结构的方式将两种材料结合。

12、作为本发明的一种优选方式，所述壳体a除密封带a外，其余部分材料为pc-abs柔性材料；所述壳体b除密封带b外，其余部分材料为pc-abs柔性材料。

13、作为本发明的一种优选方式，所述密封带a和密封带b采用柔性防水材料。

14、有益效果：

15、(1)本发明的一体化3d打印的传感器外壳，壳体a和壳体b均一体化3d打印，由此可以一体化塑造成型，工艺简单，结构均匀，各部分抗冲击能力接近。引入抗冲击层(如负泊松比结构)使得装置在受到冲击载荷作用时，材料会向受冲击区域聚集而使区域变得更加致密，进而使其相比于传统的传感器外壳具有更优秀的抗压能力和抗冲击性能；同时该结构可以使保护壳的整体重量大大减小，便于携带。

16、(2)本发明的一体化3d打印的传感器外壳中，使用柔性防水材料打印一体式密封带，通过在槽内直接打印来实现一体化打印制造，减少生产步骤、降低生产难度、缩短生产周期；同时在两种不相融材料的结合时使用两种材料构造交错结构，可避免使用粘合剂，提高了所粘合结构的稳定性；能够有效克服传统传感器外壳安装橡胶o型圈密封不严密、胶圈脱落等问题。

17、(3)本发明的一体化3d打印的传感器外壳中，壳体a和壳体b的对接采用断隔螺纹，由此只需将壳体b伸入壳体a中旋转一定角度即可完成密封动作，密封过程便捷高效，且配合密封带可实现良好的防水防尘等效果；由此增强了组装密封动作的效率，同时保证外壳的密封性，进而增强了传感器整体在恶劣工作环境中的适应性

18、(4)本发明的一体化3d打印的传感器外壳中，使用抗冲击性良好的pc-abs材料，能够在增强外壳抗压能力的同时大大降低了外壳的重量，解决携带和抗冲击性能下降的问题，便于个体在工作中使用相关传感器时的携带和装备。

技术特征：

1.一体化3d打印传感器外壳，其特征在于，包括：一体化3d打印的壳体a和一体化3d打印的壳体b；

2.如权利要求1所述的一体化3d打印传感器外壳，其特征在于，所述壳体a位于环形凸台下方的内圆周面上一体化打印有沿周向均匀间隔分布的内螺纹形成断隔螺纹a；

3.如权利要求1所述的一体化3d打印传感器外壳，其特征在于，所述环形凸台与顶盖下端面之间的区域内3d打印负泊松比结构作为抗冲击层。

4.如权利要求1或2或3所述的一体化3d打印传感器外壳，其特征在于，所述壳体b内部用于安装冲击波传感器的平台上一体化打印有缓冲垫。

5.如权利要求1或2或3所述的一体化3d打印传感器外壳，其特征在于，所述密封带a和壳体a材质不同、所述密封带b和壳体b材质不同，在打印过程中，采用打印交错结构的方式将两种材料结合。

6.如权利要求4的一体化3d打印传感器外壳，其特征在于，所述缓冲垫和壳体b材质不同，在打印过程中，采用打印交错结构的方式将两种材料结合。

7.如权利要求5所述的一体化3d打印传感器外壳，其特征在于，所述壳体a除密封带a外，其余部分材料为pc-abs柔性材料；所述壳体b除密封带b外，其余部分材料为pc-abs柔性材料。

8.如权利要求5所述的一体化3d打印传感器外壳，其特征在于，所述密封带a和密封带b采用柔性防水材料。

技术总结
本发明提供一种一体化3D打印的传感器外壳，采用一体化3D打印的方案，能够提高该传感器外壳的三防能力。该传感器外壳包括：一体化3D打印的壳体A和一体化3D打印的壳体B；壳体A内圆周面上具有环形凸台，环形凸台与顶盖下端面之间的区域内一体化打印有抗冲击层；壳体A位于环形凸台下方的内圆周面上一体化打印有内螺纹，环形凸台的下端面一体化打印有密封带A；壳体B外圆周面的底部具有轴肩，轴肩上端面一体化打印有密封带B；壳体B外圆周一体化打印有与内螺纹配合的外螺纹；壳体A上的内螺纹和壳体B上的外螺纹配合实现两者的密封对接，形成用于放置冲击波传感器的腔体；同时，壳体A下端面压紧密封带B，壳体B上端面压紧密封带A。

技术研发人员：陈清岚,柏安铭,鲁一凡,陈子鑫,张博涵,王卫华,薛一江
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15