CN105669333A - 火药3d打印成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火药3D打印成型装置，机架包括顶板、机体框架、底座和底板，运动模块固定在机架的底座上，包括层面成型运动机构和升降机构，支撑臂与运动模块的升降机构垂直连接，喷头模块设置在支撑臂的底部，且位于机架的层面成型机构上方，溶剂去除模块、气压驱动模块和控制模块分别固定在机架的底板上，消防模块设置在机架的顶板上，机罩设置在机架的机体框架的外侧，控制模块分别与支撑臂、喷头模块、运动模块、气压驱动模块、溶剂去除模块和消防模块相连。本发明将3D打印技术应用到火药成型领域，实现无模具化成型，解决了传统工艺对复杂异型药柱适应性差及成型加工危险性大的问题，具有很好的实用推广价值。

Description

火药3D打印成型装置

技术领域

本发明涉及火药成型领域，更具体地说，涉及一种火药3D打印成型装置。

背景技术

火药是一类具有爆炸性基团或具有氧化剂和可燃物，在外界一定的能量刺激下，能独立地进行化学反应并释放大量能量、气体和热的化合物或混合物，包括发射药、推进剂等材料系列。在军事领域，火药是武器火力系统不可缺少的重要组成部分，应用于各类武器火力系统的压力推进与反作用推进；在民用领域，其广泛应用于石油、冶金、矿业、建筑等。火药在国防工业和经济建设中发挥着不可替代的重要作用。高体积能量密度、自行活化、自供氧、亚稳态是火药原料分子结构的主要特点，其性能主要受配方、合成方式、装药结构、成型方式等因素的影响。传统的火药成型方式主要有压铸法，压伸法和浇铸法三种，其中：压铸法适用于成型小型药柱，对于大型药柱则存在着易产生气孔，压药密度一致性差，制品力学性能较差等缺陷，同时压铸法需要水压机或油压机等大型设备，设备费用高；压伸法采用螺旋压伸机挤压成型，其优点在于成型的高度连续性及成品的绝对均匀性，但是，压伸法只适用于等截面药型药柱的成型，无法制备变截面药型药柱，此外，螺旋压伸机在成型过程处于半密闭状态，且成型过程无法实现完全的人机隔离，在成型中大型药柱时危险性大；浇铸法采用模具浇注的方式制备火药药柱，其克服了压伸法无法制备变截面药型药柱的缺陷，但是其对于不同结构的药柱均要制作相应的模具，尤其是对于复杂异性药柱其模具制作难度大，增加了生产成本。随着弹药武器技术的不断发展，传统成型方式过程冗繁、复杂异型药柱适应性差、生产效率低、成型过程安全性低等问题日益凸显，越来越不能满足新型弹药武器技术对火药药柱能量、燃烧、力学、安全等性能提出的要求。

3D打印技术又称增材制造技术、快速原型技术，其起源于美国，以极高的柔性和应用范围获得制造业和学术界的积极响应，很快发展到日本、欧洲以及我国。区别于传统机械加工中的“减材法”工艺，3D打印技术基于离散/堆积的成型思想，将零件的三维CAD模型沿高度方向分层切片，得到每层片的截面信息，生成相应的加工代码，再输出到3D打印成型设备上逐层扫描填充，并沿高度方向堆积，逐步实现三维实体零件的制作。3D打印技术能从CAD模型直接生产出零件原型，成型不受零件形状限制，大大缩短了新产品的设计和开发周期。

将3D打印技术应用到火药成型领域，由于其成型不受零件形状影响，能够实现无模具化成型，解决传统火药成型工艺对于复杂异型药柱适应性差的缺陷，同时整个成型过程由计算机控制，人为参与少，可以更好地实现人机隔离，解决传统火药成型工艺成型过程的安全性问题。

目前，3D打印技术已有十多种工艺，典型的有：选择性激光烧结（SelectiveLaserSintering,SLS）、立体光固化成型（StereoLithographyAppearance，SLA）、分层实体制造（LaminatedObjectManufacturing，LOM）、三维立体打印（ThreeDimensionalPrinting,3DP）以及熔融沉积制造（FusedDepositionModeling,FDM），其打印材料覆盖热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末、光敏树脂等多种，但其打印材料多数要制成特定丝状或粉状，而火药均不易制成上述各种形态。目前使用3D打印技术打印火药的研究还较少，中国专利201310314641.X公开了一种含能材料喷墨打印快速成型装置，其包括三维运动平台、油墨作用机构和光固化系统；三维运动平台包括台板、X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块、滑板和基片底座；X轴滑块固定在台板上；Y轴滑块设置在X轴滑块顶部，Y轴滑块在X轴滑块顶部平行于X轴滑块的中轴线运动；Z轴滑块设置在Y轴滑块侧面上，Z轴滑块与Y轴滑块的接触面平行于Y轴滑块的中轴线，Z轴滑块在Y轴滑块侧面平行于Y轴滑块的中轴线运动，基片底座固定在台板上且位于Z轴滑块的底面下方，滑板固定在Z轴滑块的侧面。该装置可实现毫米及亚毫米尺度下含能材料的喷墨打印，并利用光固化系统将含能材料油墨的沉积和固化同时完成，减小了打印线宽，提高了含能材料油墨的打印精度和工作效率。但是该装置只适用于微型火工品的填充装药，成型必须采用基片来固定形状并非真正的无模具化成型，同时必须采用光固化系统，使得装置结构复杂，成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种火药3D打印成型装置，将3D打印技术应用到火药成型领域，实现无模具化成型，解决了传统火药成型工艺对复杂异性药柱适应性差的问题，同时有效的实现人机隔离，降低成型加工过程的危险性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种火药3D打印成型装置，包括机罩、机架、支撑臂、喷头模块、运动模块、控制模块、气压驱动模块、溶剂去除模块和消防模块，所述机架包括顶板、机体框架、底座和底板，顶板设置在机体框架顶部，底板设置在机体框架底部，底座设置在顶板和底板之间的机体框架上；所述运动模块固定在机架的底座上，包括层面成型运动机构和升降机构，升降机构位于层面成型运动机构一侧，且层面成型运动机构的中轴面与升降机构中轴面重合，所述支撑臂与运动模块的升降机构垂直连接，喷头模块设置在支撑臂的底部，且位于运动模块的层面成型机构上方，溶剂去除模块、气压驱动模块和控制模块分别固定在机架的底板上，所述消防模块设置在机架的顶板上，所述机罩设置在机架的机体框架的外侧，控制模块分别与支撑臂、喷头模块、运动模块、气压驱动模块、溶剂去除模块和消防模块相连。

进一步地，支撑臂为可拆分式框架结构，支撑臂底部靠近升降机构的一侧开有通槽，另一侧用于与喷头模块固连。

进一步地，喷头模块包括储料筒、加热圈、连接法兰和喷嘴，所述储料筒一端设有外螺纹，用于与支撑臂底部的固连，喷嘴通过连接法兰与储料筒另一端固连，加热圈套在储料筒上，且位于外螺纹与连接法兰之间。

进一步地，运动模块的层面成型运动机构包括第一直线模组、第二直线模组、第三直线模组、热床、连接轴、第一连接板、第二连接板、第三连接板、第一电机和第二电机；所述第一电机通过联轴器与第一直线模组连接，所述第一直线模组通过连接轴与第二直线模组连接，第一直线模组和第二直线模组均固定在机架的底座上，所述第二电机通过联轴器与第三直线模组连接，所述第三直线模组一端通过第一连接板与第一直线模组连接，另一端通过第二连接板与第二直线模组连接，第一直线模组、第二直线模组、第三直线模组共同构成工字式结构，第三直线模组沿第一直线模组和第二直线模组长度方向往复运动，所述热床通过第三连接板固定在第三直线模组上，并沿第三直线模组长度方向往复运动，其中喷头模块位于热床上方。

进一步地，溶剂去除模块包括第一风机加热器、第二风机加热器、抽风机、耐腐蚀气管和溶剂回收装置，所述第一风机加热器和第二风机加热器并列间隔固连于热床上，抽风机固连于机罩上，并通过耐腐蚀气管与溶剂回收装置相连，所述溶剂回收装置固连于机架的底板上。

进一步地，运动模块的升降运动机构包括线性模组、立架和第三电机，所述立架固定在机架的底座上，线性模组竖直固连于立架上，所述第三电机通过联轴器与线性模组连接，支撑臂与线性模组垂直，且支撑臂与线性模组滑动连接，支撑臂沿线性模组滑动。

进一步地，气压驱动模块包括依次连接的空压机、空气滤清器、调压阀、油雾器、换向阀和气压缸，所述气压缸固连于支撑臂顶部，且气压缸伸入储料筒内，所述空压机、空气滤清器、调压阀、油雾器和换向阀均设置在机架的底板上。

进一步地，消防模块包括监控设备、火情报警器和喷淋器，所述监控设备、火情报警器和喷淋器均固定在机架的顶板内壁。

进一步地，火药3D打印成型装置还包括Z轴探测装置，Z轴探测装置位于支撑臂内，沿支撑臂长度方向设置，包括固定板、蜗杆舵机、螺纹连接轴、收放臂、探测器、可调连接板、第一管夹和第二管夹，上述部件构成收放式结构，所述蜗杆舵机固连于固定板上，螺纹连接轴一端与蜗杆舵机相连，另一端与收放臂连接，第一管夹和第二管夹间隔固连于收放臂远离蜗杆舵机一端，可调连接板与第一管夹和第二管夹连接，探测器固连于可调连接板端部。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）将3D打印技术应用到火药成型领域，实现无模具化成型，对于复杂异型药柱适应性强。

（2）打印材料无需制备成特定的丝状或粉状，简化了制作工艺。

（3）溶剂去除模块可以对溶剂进行在线去除和回收，成型与溶剂去除回收同时进行提高了成型工作效率。

（4）配备消防模块，对成型过程潜在的安全隐患进行监测和处理，进一步保证了成型过程的安全。

（5）无需采用复杂的激光系统或者光固化系统，装置结构简单，成本低。

附图说明

图1是本发明的火药3D打印成型装置的整体结构示意图。

图2是本发明的火药3D打印成型装置的主视图。

图3是本发明的火药3D打印成型装置的机架结构示意图。

图4是本发明的火药3D打印成型装置的控制原理图。

图5本发明的火药3D打印成型装置的机罩结构示意图。

图6是本发明的火药3D打印成型装置运动模块的结构示意图。

图7是本发明的火药3D打印成型装置运动模块的俯视图。

图8是本发明的火药3D打印成型装置的支撑臂结构示意图。

图9是本发明的火药3D打印成型装置的喷头模块结构示意图。

图10是本发明的火药3D打印成型装置的气压驱动模块结构示意图。

图11是本发明的火药3D打印成型装置后视图。

图12是本发明的火药3D打印成型装置的Z轴探测装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1至图4，一种火药3D打印成型装置，包括机罩1、机架2、支撑臂3、喷头模块4、运动模块5、控制模块6、气压驱动模块7、溶剂去除模块8和消防模块9。所述机架2包括顶板201、机体框架202、底座203和底板204，顶板201设置在机体框架202顶部，底板204设置在机体框架202底部，底座203设置在顶板201和底板204之间的机体框架202上。所述运动模块5固定在机架2的底座203上，运动模块5包括层面成型运动机构和升降机构，升降机构位于层面成型运动机构一侧，且层面成型运动机构的中轴面与升降机构的中轴面重合。所述支撑臂3与运动模块5的升降机构垂直连接，喷头模块4设置在支撑臂3的底部，且位于运动模块5的层面成型机构上方。溶剂去除模块8、气压驱动模块7和控制模块6分别固定在机架2的底板204上。所述消防模块9设置在机架2的顶板201上；所述机罩1设置在机架2的机体框架202的外侧，能够有效的实现密封和人机隔离。控制模块6分别与支撑臂3、喷头模块4、运动模块5、气压驱动模块7、溶剂去除模块8和消防模块9相连，以实现对整个成型过程的自动化控制和远程控制。

结合图5，所述机罩1包括右侧板101、门板102、前板103、左侧板104和后板105。所述右侧板101、门板102、前板103、左侧板104和后板105分别固定在机架2的机体框架202外侧，所述门板102上开有视窗，可以观察成型室内的加工状况。

结合图6和图7，所述运动模块5的层面成型运动机构用于实现层面填充扫描运动，包括第一直线模组509、第二直线模组506、第三直线模组511、热床513、连接轴507、第一连接板510、第二连接板505、第三连接板512、第一电机508和第二电机504。所述第一电机508通过联轴器与第一直线模组509连接，所述第一直线模组509通过连接轴507与第二直线模组506连接，第一直线模组509和第二直线模组506均固定在机架2的底座203上，所述第二电机504通过联轴器与第三直线模组511连接，所述第三直线模组511一端通过第一连接板510与第一直线模组509连接，另一端通过第二连接板505与第二直线模组506连接，第一直线模组509、第二直线模组506、第三直线模组511共同构成工字式结构，第三直线模组511沿第一直线模组509和第二直线模组506长度方向往复运动，所述热床513通过第三连接板512固定在第三直线模组511上，并沿第三直线模组511长度方向往复运动，其中喷头模块4位于热床513上方，所述第一直线模组509、第二直线模组506和第三直线模组511均为同步带直线模组。通过工字式结构实现热床513在水平面上前后左右的移动。

所述运动模块5的升降运动机构用于实现高度方向的堆积成型运动，包括线性模组502、立架503和第三电机501。所述立架503固定在机架2的底座203上，线性模组502竖直固连于立架503上，所述第三电机501通过联轴器与线性模组502连接，支撑臂3与线性模组502垂直，且支撑臂3与线性模组502滑动连接，支撑臂3沿线性模组502滑动，实现高度方向的打印，所述线性模组502为滚珠丝杠线性模组。

结合图8，所述支撑臂3为可拆分式框架结构，以便于拆卸和更换，支撑臂3底部靠近升降机构的一侧开有通槽，另一侧用于与喷头模块4固连。

结合图9，所述喷头模块4包括储料筒401、加热圈402、连接法兰403和喷嘴404。所述储料筒401用于存储溶塑火药药料，其一端设有外螺纹，用于与支撑臂3底部的固连；喷嘴404通过连接法兰403与储料筒401另一端固连，且喷嘴404正对热床513的顶面；加热圈402套在储料筒401上，且位于外螺纹与连接法兰403之间，用于实现对储料筒401的保温功能。火药无需制成丝状或粉状，用制备好的溶塑火药药料直接装入储料筒401中，即可用于打印成型。

结合图10，所述气压驱动模块7包括依次连接的空压机701、空气滤清器702、调压阀703、油雾器704、换向阀705和气压缸706。所述空压机701、空气滤清器702、调压阀703、油雾器704和换向阀705均设置在机架2的底板204上；所述气压缸706固连于支撑臂3顶部，且气压缸706的活塞杆端部装有活塞，并将所述活塞伸入储料筒401内，用以给存储在储料筒401内的溶塑火药药料施加压力并将其从喷嘴404中挤出成丝；所述调压阀703用以调整气压缸的输出压力；所述换向阀705用以调整气压缸706的运动方向，以实现气压缸706的挤出、暂停和回收动作。

结合图11，所述溶剂去除模块8用于在成型的同时对火药药柱中的挥发性溶剂进行去除和回收，包括第一风机加热器801、第二风机加热器802、抽风机803、耐腐蚀气管804和溶剂回收装置805。所述第一风机加热器801和第二风机加热器802并列间隔固连于热床513上，抽风机803固连于机罩1的后板105上，并通过耐腐蚀气管804与溶剂回收装置805相连，所述溶剂回收装置805固连于机架2的底板204上。成型过程中，热床513保持一定温度，同时第一加热风扇801和第二加热风扇802开启，不断输送热风以加快溶剂的挥发速率，抽风机803将成型室内的溶剂通过耐腐蚀气管804抽入溶剂回收装置805中进行回收。

所述消防模块9用于保证成型过程的安全，包括监控设备901、火情报警器902和喷淋器903。所述监控设备901、火情报警器902和喷淋器903均固定在机架2的顶板201内壁；所述监控设备901采用摄像头，用于对整个成型过程进行实时监控，所述火情报警器902用于对成型过程的火情进行检测和预警，所述喷淋器903用于对火情实施喷淋以及时扑灭火情。所述火情报警器902采用烟雾报警器、温度报警器等报警设备。

结合图12，火药3D打印成型装置还包括Z轴探测装置305，Z轴探测装置305位于支撑臂3内，沿支撑臂3长度方向设置，包括固定板30501、蜗杆舵机30502、螺纹连接轴30503、收放臂30504、探测器30505、可调连接板30506、第一管夹30507和第二管夹30508，上述部件构成收放式结构，用于成型过程的Z轴方向回零和水平度检测。所述蜗杆舵机30502固连于固定板30501上，用以实现收放运动，螺纹连接轴30503一端与蜗杆舵机30502相连，另一端与收放臂30504连接，第一管夹30507和第二管夹30508间隔固连于收放臂30504远离蜗杆舵机30502一端，可调连接板30506与第一管夹30507和第二管夹30508连接，探测器30505固连于可调连接板30506端部，所述探测器30505采用微动开关、红外测距传感器等设备。

当控制模块6发送Z轴方向回零指令时，蜗杆舵机30502将收放臂30504沿支撑臂3底部的通槽放下，线性模组502带动支撑臂3下移，当触发探测器30505时，线性模组502停止运动，蜗杆舵机30502将收放臂30504收起；当控制模块6发送水平度检测指令时，蜗杆舵机30502将收放臂30504放下，第一直线模组509、第二直线模组506以及第三直线模组511带动热床513分别移动到预先设定的探测位置，在每个探测位置处的线性模组502带动支撑臂3下移至触发探测器30505的位置并记录高度，同时反馈给控制模块6，控制模块6对数据进行分析计算后得出工作台倾斜程度和补偿值，并将补偿值发送给线性模组502以在成型过程中实时调整提升高度，从而保证成型的质量。

本发明所述的火药3D打印成型装置的工作过程如下：

利用溶塑火药药料作为打印材料，并将制备好的溶塑火药药料置于已预热至保温温度的储料筒401内。气压驱动模块7以空压机701为气源，通过调压阀703调整挤出压力，控制气压缸706在一定的挤出压力下将储料筒401内的溶塑火药药料从喷嘴404中喷出成丝落在热床513上，根据所要打印的火药形状，运动模块5接收控制模块6发出的加工指令，控制层面成型运动机构在水平面上带动热床513作层面填充扫描运动，升降运动机构带动支撑臂3、喷头模块4以及气压缸706作高度方向的堆积成型运动，将火药打印成型；同时，热床513加热至设定温度并保温，第一风机加热器801和第二风机加热器802在成型加工的同时开启，不断的向成型制品吹送热风以加快溶剂的挥发速率，抽风机803将成型室的挥发性溶剂收集并通过耐腐蚀气管804输送至溶剂回收装置805进行回收。

本发明可以实现火药的3D打印成型，采用溶塑火药药料作为打印材料，打印材料无需制成特定的丝状或粉状；利用3D打印技术对火药进行成型加工，其成型过程不受制品结构限制，实现了无模具化成型，解决了传统成型工艺对复杂异型药柱适应性差的缺陷；溶剂去除模块8可以对挥发性溶剂进行在线去除和回收，成型与溶剂去除回收同时进行，提高了成型工作效率；同时控制模块6能实现远程控制，能更好的实现人机隔离；配备的消防模块9可以实时监测成型过程并能及时对火情进行处理，进一步保证了成型过程的安全性。

Claims (9)

1.一种火药3D打印成型装置，其特征在于：包括机罩（1）、机架（2）、支撑臂（3）、喷头模块（4）、运动模块（5）、控制模块（6）、气压驱动模块（7）、溶剂去除模块（8）和消防模块（9），所述机架（2）包括顶板（201）、机体框架（202）、底座（203）和底板（204），顶板（201）设置在机体框架（202）顶部，底板（204）设置在机体框架（202）底部，底座（203）设置在顶板（201）和底板（204）之间的机体框架（202）上；所述运动模块（5）固定在机架（2）的底座（203）上，包括层面成型运动机构和升降机构，升降机构位于层面成型运动机构一侧，且层面成型运动机构的中轴面与升降机构中轴面重合，所述支撑臂（3）与运动模块（5）的升降机构垂直连接，喷头模块（4）设置在支撑臂（3）的底部，且位于运动模块（5）的层面成型机构上方，溶剂去除模块（8）、气压驱动模块（7）和控制模块（6）分别固定在机架（2）的底板（204）上，所述消防模块（9）设置在机架（2）的顶板（201）上，所述机罩（1）设置在机架（2）的机体框架（202）的外侧，控制模块（6）分别与支撑臂（3）、喷头模块（4）、运动模块（5）、气压驱动模块（7）、溶剂去除模块（8）和消防模块（9）相连。

2.根据权利要求1所述的火药3D打印成型装置，其特征在于：所述支撑臂（3）为可拆分式框架结构，支撑臂（3）底部靠近升降机构的一侧开有通槽，另一侧用于与喷头模块（4）固连。

3.根据权利要求2所述的火药3D打印成型装置，其特征在于：所述喷头模块（4）包括储料筒（401）、加热圈（402）、连接法兰（403）和喷嘴（404），所述储料筒（401）一端设有外螺纹，用于与支撑臂（3）底部的固连，喷嘴（404）通过连接法兰（403）与储料筒（401）另一端固连，加热圈（402）套在储料筒（401）上，且位于外螺纹与连接法兰（403）之间。

4.根据权利要求1所述的火药3D打印成型装置，其特征在于：所述运动模块（5）的层面成型运动机构包括第一直线模组（509）、第二直线模组（506）、第三直线模组（511）、热床（513）、连接轴（507）、第一连接板（510）、第二连接板（505）、第三连接板（512）、第一电机（508）和第二电机（504）；所述第一电机（508）通过联轴器与第一直线模组（509）连接，所述第一直线模组（509）通过连接轴（507）与第二直线模组（506）连接，第一直线模组（509）和第二直线模组（506）均固定在机架（2）的底座（203）上，所述第二电机（504）通过联轴器与第三直线模组（511）连接，所述第三直线模组（511）一端通过第一连接板（510）与第一直线模组（509）连接，另一端通过第二连接板（505）与第二直线模组（506）连接，第一直线模组（509）、第二直线模组（506）、第三直线模组（511）共同构成工字式结构，第三直线模组（511）沿第一直线模组（509）和第二直线模组（506）长度方向往复运动，所述热床（513）通过第三连接板（512）固定在第三直线模组（511）上，并沿第三直线模组（511）长度方向往复运动，其中喷头模块（4）位于热床（513）上方。

5.根据权利要求1或4所述的火药3D打印成型装置，其特征在于：所述溶剂去除模块（8）包括第一风机加热器（801）、第二风机加热器（802）、抽风机（803）、耐腐蚀气管（804）和溶剂回收装置（805），所述第一风机加热器（801）和第二风机加热器（802）并列间隔固连于热床（513）上，抽风机（803）固连于机罩（1）上，并通过耐腐蚀气管（804）与溶剂回收装置（805）相连，所述溶剂回收装置（805）固连于机架（2）的底板（204）上。

6.根据权利要求1所述的火药3D打印成型装置，其特征在于：所述运动模块（5）的升降运动机构包括线性模组（502）、立架（503）和第三电机（501），所述立架（503）固定在机架（2）的底座（203）上，线性模组（502）竖直固连于立架（503）上，所述第三电机（501）通过联轴器与线性模组（502）连接，支撑臂（3）与线性模组（502）垂直，且支撑臂（3）与线性模组（502）滑动连接，支撑臂（3）沿线性模组（502）滑动。

7.根据权利要求1所述的火药3D打印成型装置，其特征在于：所述气压驱动模块（7）包括依次连接的空压机（701）、空气滤清器（702）、调压阀（703）、油雾器（704）、换向阀（705）和气压缸（706），所述气压缸（706）固连于支撑臂（3）顶部，且气压缸（706）伸入储料筒（401）内，所述空压机（701）、空气滤清器（702）、调压阀（703）、油雾器（704）和换向阀（705）均设置在机架（2）的底板（204）上。

8.根据权利要求1所述的火药3D打印成型装置，其特征在于：所述消防模块（9）包括监控设备（901）、火情报警器（902）和喷淋器（903），所述监控设备（901）、火情报警器（902）和喷淋器（903）均固定在机架（2）的顶板（201）内壁。

9.根据权利要求1所述的火药3D打印成型装置，其特征在于：还包括Z轴探测装置（305），Z轴探测装置（305）位于支撑臂（3）内，沿支撑臂（3）长度方向设置，包括固定板（30501）、蜗杆舵机（30502）、螺纹连接轴（30503）、收放臂（30504）、探测器（30505）、可调连接板（30506）、第一管夹（30507）和第二管夹（30508），上述部件构成收放式结构，所述蜗杆舵机（30502）固连于固定板（30501）上，螺纹连接轴（30503）一端与蜗杆舵机（30502）相连，另一端与收放臂（30504）连接，第一管夹（30507）和第二管夹（30508）间隔固连于收放臂（30504）远离蜗杆舵机（30502）一端，可调连接板（30506）与第一管夹（30507）和第二管夹（30508）连接，探测器（30505）固连于可调连接板（30506）端部。