CN111730027B - 基于物联网的新能源汽车动力总成砂型3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的新能源汽车动力总成砂型3D打印机，涉及节能环保铸造技术领域；包括工作台、用于上下料的机械手、用于给工作台铺砂的铺砂机构、用于给工作台上的砂进行喷洒树脂的喷头、用于清理工作台上表面的扫帚；所述工作台包括外壳、位于外壳内的升降平台、位于外壳侧壁的排砂口、用于驱动升降平台上下运动的升降机构、用于在升降平台向上运动时震动升降平台的震动机构；位于外壳外侧的用于承接排砂口出来的砂的回收桶、位于回收桶内壁一侧的对射传感器、用于测量升降平台上的物体重量的压力传感器、用于发送压力传感器和对射传感器的数据的通讯模块。监控方便。

Description

基于物联网的新能源汽车动力总成砂型3D打印机

技术领域

本发明属于节能环保铸造技术领域，特别涉及一种基于物联网的新能源汽车动力总成砂型3D打印机。

背景技术

目前对新能源汽车动力总成，特别是缸盖、机壳等部件，往往采用传统的铸造工艺生产，生产效率低，并且污染环境。

现在3D打印技术迅速发展，具备节能环保的优点。

但是现有的3D打印机需要工人在打印机边值守，监控不便。

中国专利申请号：CN201810014643.X，专利名称： 砂型3D打印机；提供一种砂型3D打印机，包括：机架、铺砂机构、砂箱及其配套组件、打印机构、控制柜、护罩，其中：铺砂机构安装在所述机架的平台上，用于向砂箱的预设区域均匀铺砂；砂箱通过配套组件安装在机架上，用于在配套组件的协助下，执行砂箱的预设区域的升降操作，以及对砂箱的预设区域进行余砂回收操作；打印机构安装在机架的平台上，用于根据控制柜发送的信号，逐层打印零件切片；控制柜与铺砂机构、砂箱、打印机构电连接，用于根据打印零件的参数生成相应的铺砂信号、控制信号、打印信号；护罩设在机架外围，用于包覆住所述铺砂机构、砂箱、打印机构、控制柜。该发明虽然结构简单，但是监控不便。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术监控不便，提出一种基于物联网的新能源汽车动力总成砂型3D打印机，监控方便。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于物联网的新能源汽车动力总成砂型3D打印机，包括工作台、用于上下料的机械手、用于给工作台铺砂的铺砂机构、用于给工作台上的砂进行喷洒树脂的喷头、用于清理工作台上表面的扫帚；所述工作台包括外壳、位于外壳内的升降平台、位于外壳侧壁的排砂口、用于驱动升降平台上下运动的升降机构、用于在升降平台向上运动时震动升降平台的震动机构；位于外壳外侧的用于承接排砂口出来的砂的回收桶、位于回收桶内壁一侧的对射传感器、用于测量升降平台上的物体重量的压力传感器、用于发送压力传感器和对射传感器的数据的通讯模块。当回收桶内砂快满了之后，对射传感器通过通讯模块发送信号给控制中心，从而提醒工作人员对回收桶内的砂进行清理；每次铸造好一个铸件并用机械手取走，扫帚对工作台上表面的砂进行清理，压力传感器的值回到打印前的值，压力传感器的值每回复一次，计一次铸造，通过通讯模块发送到控制中心，工作人员可以实时了解打印数量情况。

作为优选，升降机构包括上端固接在升降平台下侧的连接柱、固接在连接柱下端的支架板、穿过支架板并与之螺纹连接的螺杆；所述压力传感器位于连接柱和支架板之间。转动螺杆即可实现升降，结构简单。

作为优选，震动机构包括位于螺杆下端的限转滑槽、上端滑动连接在限转滑槽内的传动杆、固接在螺杆下端的震动块、套设在传动杆上的且抵靠在震动块下侧的第二震动块、固接在外壳底部的支撑架、位于第二震动块与支撑架之间的用于限制第二震动块单向转动的单向轴承；所述震动块包括震动盘、若干位于震动盘下侧的震动锯齿；所述震动锯齿以震动盘的轴为中心呈环形阵列布置，所述震动锯齿包括与震动盘垂直的止挡面、在升降平台上升时驱动螺杆上下运动的导向面；所述第二震动块包括第二震动盘、若干位于第二震动盘上侧的第二震动锯齿；所述第二震动锯齿以第二震动盘的轴为中心呈环形阵列布置，所述第二震动锯齿与震动锯齿适配并贴合。传动杆在反向转动时，在震动块和第二震动块相互作用下实现震动。

作为优选，升降机构还包括转动连接在支撑架内的从动齿轮与从动齿轮啮合的主动齿轮、用于转动主动齿轮的升降电机。升降平台同时实现升降和震动功能，结构简单。

作为优选，螺杆的数量为四个，所述从动齿轮的数量为四个，所述主动齿轮的数量为一个。结构简单，对升降平台支撑性好。

作为优选，传动杆的横截面为多边形。防止传动杆和限转滑槽之间相对转动。

作为优选，传动杆的横截面为正方形。结构简单。

作为优选，工作台的数量为两个，还包括位于两个工作台之间的第一导轨、两个相互平行的第二导轨、滑动连接在第一导轨上的且与铺砂机构一端转动连接的支撑块、位于支撑块上的用于转动铺砂机构转动的电机、滑动连接在第二导轨上的用于轮流连接铺砂机构另一端的连接机构、用于驱动支撑块沿着第一导轨滑动的第一驱动机构、用于驱动连接机构沿着第二导轨滑动的第二驱动机构、用于给铺砂机构供砂的料斗；所述第一导轨和第二导轨平行，所述工作台位于第一导轨与第二导轨之间，所述支撑块与连接机构处于与第一导轨垂直的直线上。铺砂机构轮流在左右两个工作台上铺砂，一个工作台在铺砂的时候，另一个工作台喷树脂，实现同时打印两个铸件，打印效率高。

作为优选，铺砂机构包括砂箱、位于砂箱上侧一端的进料口、位于砂箱下侧靠近砂箱前进方向一端的出砂口、滑动连接在砂箱内壁上的挡砂板、位于出砂口一侧的便于将砂刮平的倒角、用于升降挡砂板的气缸、转动连接在砂箱内的用于布料的布料绞龙辊、用于转动布料绞龙辊的绞龙电机、用于将下砂的震动电机；所述进料口处于砂箱靠近支撑块的一端，所述料斗的数量为两个，所述料斗位于第一导轨两端的上方。结构简单，在铺砂机构旋转的时候，进行补砂，实现连续工作。

作为优选，铺砂机构远离支撑块的一端的下侧固接有连接轴；所述连接机构包括滑动连接在第二导轨上的主体、位于主体上侧的供连接轴进入的凹槽、两个位于主体内的第一滑槽、两个位于主体内的第二滑槽、滑动连接在第一滑槽内的第一夹持杆、滑动连接在第二滑槽内的用于与第一夹持杆配合从而将连接轴夹住的第二夹持杆、位于第一夹持杆上的第一导向坡、位于第二夹持杆上的第二导向坡、插设在主体上的用于挤压第一导向坡从而使得第一夹持杆向第一滑槽内运动的第一控制杆、插设在主体上的用于挤压第二导向坡从而使得第二夹持杆向第二滑槽内运动的第二控制杆、位于第一滑槽内的用于驱动第一夹持杆朝向凹槽运动的弹簧、位于第二滑槽内的用于驱动第二夹持杆朝向凹槽运动的弹簧、转动连接在第二导轨一端的用于挤压第一控制杆的第一挤压板、用于转动第一挤压板的第一转动电机、转动连接在第二导轨另一端的用于挤压第二控制杆的第二挤压板、用于转动第二挤压板的第二转动电机、用于凹槽一侧的用于检测连接轴的感应器、位于第一挤压板上的用于躲避连接轴的第一躲避槽、位于第二挤压板上的用于躲避连接轴的第二躲避槽；所述凹槽位于第一夹持杆之间，所述凹槽位于第二夹持杆之间。结构简单。

作为优选，第一夹持杆和第二夹持杆用于夹持连接轴的一端呈圆弧形。保护连接轴。

作为优选，电机位于支撑块内，所述铺砂机构靠近支撑块的一端的下侧固接有支撑轴，所述支撑轴抵靠在电机的输出轴的上端，所述支撑轴上套设有卷簧，所述卷簧的上端固接在支撑轴上，所述卷簧的下端套设在电机的输出轴上并与之固接。卷簧具有缓冲作用，减小电机的输出轴对支撑轴的冲击力。

作为优选，第一驱动机构包括位于第一导轨下方的第一丝杠，所述第一导轨上设有第一导槽，所述支撑块下端穿过第一导槽并与第一丝杠螺纹连接。结构简单。

作为优选，第二驱动机构包括位于第二导轨下方的第二丝杠，所述第二导轨上设有第二导槽，所述连接机构下端穿过第二导槽并与第二丝杠螺纹连接。结构简单。

本发明的有益效果是：本发明提出一种基于物联网的新能源汽车动力总成砂型3D打印机，能实时了解打印情况，便于管理，打印效率高。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为图1的A处放大图；

图3为本发明的侧视图；

图4为图1的B-B局部剖视图；

图5为图4的C-C剖视图；

图6为铺砂机构旋转后与另一个连接机构连接的示意图；

图7为图6的D处放大图；

图8为工作台的示意图；

图9为震动块的仰视图；

图10为震动块的侧视图；

图11为第二震动块的俯视图；

图12为第二震动块的侧视图；

图13为升降平台匀速下降时的示意图；

图14为升降平台边震动边上升时的示意图。

图中：工作台1、第一导轨2、第二导轨3、支撑块4、喷头5、料斗6、砂箱7、进料口8、出砂口9、挡砂板10、布料绞龙辊11、倒角12、震动电机13、绞龙电机14、主体15、连接轴16、凹槽17、第一滑槽18、第二滑槽19、第一夹持杆20、第二夹持杆21、第一导向坡22、第二导向坡23、第一控制杆24、第二控制杆25、第一挤压板26、第二挤压板27、感应器28、第一转动电机29、第二转动电机30、第一躲避槽31、第二躲避槽32、支撑轴33、卷簧34、第一丝杠35、第一导槽36、第二丝杠37、第二导槽38、电机39、

机械手40、外壳41、升降平台42、连接柱43、支架板44、螺杆45、限转滑槽46、传动杆47、从动齿轮48、压力传感器49、主动齿轮50、排砂口51、扫帚52、回收桶53、对射传感器54、震动块55、第二震动块56、支撑架57、单向轴承58、震动盘59、震动锯齿60、止挡面61、导向面62、第二震动盘63、第二震动锯齿64、升降电机65。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细阐述：

实施例：

参见图1到图14，一种基于物联网的新能源汽车动力总成砂型3D打印机，包括工作台、用于上下料的机械手、用于给工作台铺砂的铺砂机构、用于给工作台上的砂进行喷洒树脂的喷头、用于清理工作台上表面的扫帚；所述工作台包括外壳、位于外壳内的升降平台、位于外壳侧壁的排砂口、用于驱动升降平台上下运动的升降机构、用于在升降平台向上运动时震动升降平台的震动机构；位于外壳外侧的用于承接排砂口出来的砂的回收桶、位于回收桶内壁一侧的对射传感器、用于测量升降平台上的物体重量的压力传感器、用于发送压力传感器和对射传感器的数据的通讯模块。

升降机构包括上端固接在升降平台下侧的连接柱、固接在连接柱下端的支架板、穿过支架板并与之螺纹连接的螺杆；所述压力传感器位于连接柱和支架板之间。

震动机构包括位于螺杆下端的限转滑槽、上端滑动连接在限转滑槽内的传动杆、固接在螺杆下端的震动块、套设在传动杆上的且抵靠在震动块下侧的第二震动块、固接在外壳底部的支撑架、位于第二震动块与支撑架之间的用于限制第二震动块单向转动的单向轴承；所述震动块包括震动盘、若干位于震动盘下侧的震动锯齿；所述震动锯齿以震动盘的轴为中心呈环形阵列布置，所述震动锯齿包括与震动盘垂直的止挡面、在升降平台上升时驱动螺杆上下运动的导向面；所述第二震动块包括第二震动盘、若干位于第二震动盘上侧的第二震动锯齿；所述第二震动锯齿以第二震动盘的轴为中心呈环形阵列布置，所述第二震动锯齿与震动锯齿适配并贴合。

传动杆的横截面为多边形。优选为正方形。

升降机构还包括转动连接在支撑架内的从动齿轮与从动齿轮啮合的主动齿轮、用于转动主动齿轮的升降电机；螺杆的数量为四个，所述从动齿轮的数量为四个，所述主动齿轮的数量为一个。

本实施例中，工作台的数量为两个本实施例还包括位于两个工作台1之间的第一导轨2、两个相互平行的第二导轨3、滑动连接在第一导轨2上的且与铺砂机构一端转动连接的支撑块4、位于支撑块4上的用于转动铺砂机构转动的电机39、滑动连接在第二导轨3上的用于轮流连接铺砂机构另一端的连接机构、用于驱动支撑块4沿着第一导轨2滑动的第一驱动机构、用于驱动连接机构沿着第二导轨3滑动的第二驱动机构、用于给铺砂机构供砂的料斗6。所述第一导轨2和第二导轨3平行，所述工作台1位于第一导轨2与第二导轨3之间，所述支撑块4与连接机构处于与第一导轨2垂直的直线上。

铺砂机构包括砂箱7、位于砂箱7上侧一端的进料口8、位于砂箱7下侧靠近砂箱7前进方向一端的出砂口9、滑动连接在砂箱7内壁上的挡砂板10、位于出砂口9一侧的便于将砂刮平的倒角12、用于升降挡砂板10的气缸、转动连接在砂箱7内的用于布料的布料绞龙辊11、用于转动布料绞龙辊11的绞龙电机14、用于将下砂的震动电机13；所述进料口8处于砂箱7靠近支撑块4的一端，所述料斗6的数量为两个，所述料斗6位于第一导轨2两端的上方。

铺砂机构远离支撑块4的一端的下侧固接有连接轴16；所述连接机构包括滑动连接在第二导轨3上的主体15、位于主体15上侧的供连接轴16进入的凹槽17、两个位于主体15内的第一滑槽18、两个位于主体15内的第二滑槽19、滑动连接在第一滑槽18内的第一夹持杆20、滑动连接在第二滑槽19内的用于与第一夹持杆20配合从而将连接轴16夹住的第二夹持杆21、位于第一夹持杆20上的第一导向坡22、位于第二夹持杆21上的第二导向坡23、插设在主体15上的用于挤压第一导向坡22从而使得第一夹持杆20向第一滑槽18内运动的第一控制杆24、插设在主体15上的用于挤压第二导向坡23从而使得第二夹持杆21向第二滑槽19内运动的第二控制杆25、位于第一滑槽18内的用于驱动第一夹持杆20朝向凹槽17运动的弹簧、位于第二滑槽19内的用于驱动第二夹持杆21朝向凹槽17运动的弹簧、转动连接在第二导轨3一端的用于挤压第一控制杆24的第一挤压板26、用于转动第一挤压板26的第一转动电机29、转动连接在第二导轨3另一端的用于挤压第二控制杆25的第二挤压板27、用于转动第二挤压板27的第二转动电机30、用于凹槽17一侧的用于检测连接轴16的感应器28、位于第一挤压板26上的用于躲避连接轴16的第一躲避槽31、位于第二挤压板27上的用于躲避连接轴16的第二躲避槽32；所述凹槽17位于第一夹持杆20之间，所述凹槽17位于第二夹持杆21之间。

第一夹持杆20和第二夹持杆21用于夹持连接轴16的一端呈圆弧形。

电机39位于支撑块4内，所述铺砂机构靠近支撑块4的一端的下侧固接有支撑轴33，所述支撑轴33抵靠在电机39的输出轴的上端，所述支撑轴33上套设有卷簧34，所述卷簧34的上端固接在支撑轴33上，所述卷簧34的下端套设在电机39的输出轴上并与之固接。

第一驱动机构包括位于第一导轨2下方的第一丝杠35，所述第一导轨2上设有第一导槽36，所述支撑块4下端穿过第一导槽36并与第一丝杠35螺纹连接。

第二驱动机构包括位于第二导轨3下方的第二丝杠37，所述第二导轨3上设有第二导槽38，所述连接机构下端穿过第二导槽38并与第二丝杠37螺纹连接。

实施例原理：

这里以图1中的视角进行说明，以便理解；初始状态下，铺砂机构位于第一导轨2的左侧，铺砂机构的左端连接在左侧的第二导轨3上的连接机构上，此时，左侧的连接机构的第一夹持杆20和第二夹持杆21端部把连接轴16夹住，出砂口9朝上，在第一驱动机构和第二驱动机构的作用下，铺砂机构向上运动，砂从出砂口9下来后经过倒角12被抹平。注意，在这个过程中，连接机构和支撑块4始终处于一条直线上，连接机构和支撑块4同步运动。

当左侧的工作台1铺好砂之后，两侧的连接机构同时运动到第一挤压板26上，第一挤压板26挤压第一控制杆24，在第一导向坡22的作用下，第一夹持杆20朝向第一滑槽18内滑动，第一夹持杆20间距变大，同时，电机39旋转180度，卷簧34被扭转，铺砂机构在卷簧34的作用下，顺时针方向旋转180度，参见图6，连接轴16从左侧的连接机构上的第一挤压板26上的第一躲避槽31通过，然后通过右侧的连接机构上的第一挤压板26上的第一躲避槽31进入对应的凹槽17内，由于惯性，连接轴16会到达右侧的连接机构上的第二夹持杆21之间不能继续转动，同时，连接轴16被右侧的连接机构上的感应器28感知到，该感应器28发送信号给对应的第一转动电机29，右侧的第一挤压板26转动，右侧的第一挤压板26与右侧连接机构的第一控制杆24脱开，在弹簧的作用下，右侧的连接机构的第一夹持杆20朝向凹槽17内运动，从而将连接轴16固定在右侧的连接机构上。铺砂机构转动的过程中，进料口8位于第一导轨2一端的料斗6下侧，料斗6对铺砂机构供砂，第一驱动机构和第二驱动机构停止运行，当铺砂机构与右侧的连接机构连接后，第一驱动机构和第二驱动机构开始反向运行，支撑块4和连接机构开始向下运动。然后右侧的第一挤压板26反向旋转到初始位置，此时，铺砂机构开始对右侧的工作台1进行铺砂，而同时，喷头5开始对左侧的工作台1上的砂喷洒树脂，喷洒好了之后左侧的升降平台下降一定高度。

而由于铺砂机构旋转180度，因此，出砂口9朝下，与铺砂机构运动方向仍然一致；同理，当连接机构运行到第二挤压板27上的时候，第二挤压板27挤压第二控制杆25，第二夹持杆21间距变大，电机39继续旋转180度，在卷簧的作用下，铺砂机构继续顺时针旋转180度，然后当连接轴16穿过左侧的第二挤压板27上的第二躲避槽32而抵靠在左侧的连接机构上的第一夹持杆20上的时候，对应的第二转动电机30旋转第二挤压板27，第二挤压板27和第二控制杆25脱开，第二夹持杆21靠拢，从而左侧的连接机构重新与连接轴16连接。在铺砂机构旋转的过程中，进料口8位于第一导轨2另一端的料斗6的下方，该料斗6对铺砂机构进行供砂，同时，第一驱动机构和第二驱动机构停止运行；当铺砂机构重新与左侧的连接机构连接时，第一驱动机构和第二驱动机构再次反向运行，喷头5对右侧的工作台1上的砂进行喷涂；然后，右侧的工作台1的升降平台下降一定高度。

以此往复即可轮流打印出两个铸件，打印效率高。

铺砂机构在输入砂后，绞龙电机转动布料绞龙辊，当需要铺砂的时候，挡砂板上升,震动电机震动，砂从出砂口出来，然后用砂箱下端压平，当需要停止布料的时候，挡砂板下降。

打印完了之后，升降电机65运行，参见图13，传动杆带动螺杆转动，螺杆带动震动块转动，在止挡面的作用下，震动块驱动第二震动块转动，此时，升降平台匀速下降，然后砂从排砂口出去，砂在重力的作用下落到回收桶中，此时，升降平台上的砂越来越少，压力传感器的值越来越小，当降低要一定程度的时候，砂不能继续下落，压力传感器的值停滞，需要提出，此时升降平台上的砂停止下落时，在铸件附近的砂仍然较多，此时，压力传感器发送信号给升降电机，升降电机反向运行，参见图14，此时单向轴承不会转动，在导向面的作用下，螺杆一边在传动杆的作用下反向转动，一边反复上下震动，在震动作用下，铸件附近的砂会震落到升降平台上，进而使得更多的砂下落到回收桶上，通过升降平台多次的下降上升可以对升降平台进行更多的震动，从而能让尽量多的砂落到回收桶内，当升降平台上的砂剩余不多的时候，压力传感器发送信号给升降电机，升降平台升高到外壳上沿以上，然后升降平台在平稳下降到指定高度，升降平台和外壳上沿齐平；然后机械手将铸件取走；然后扫帚下降，扫帚呈长条形，扫帚从工作台一端运动到另一端，将升降平台上表面剩下的砂扫落，此时压力传感器的值回到打印之前的值，每次压力传感器的值回到初始值，都说明有一个铸件打印完成，通过通讯模块发送到控制中心，控制中心的工作人员即可实时了解打印数量。同时通讯模块也可发送信息给移动终端，让人在外出时也能掌握数据；提高便捷性。

另外，当回收桶内的砂慢慢多起来，当砂到达对射传感器的位置时，对射传感器通过通讯模块发送信号给控制中心，控制中心的工作人员就知道回收桶内的砂要满了，对回收桶内的砂进行清理，防止砂溢出来。

Claims (3)

1.一种基于物联网的新能源汽车动力总成砂型3D打印机，其特征在于，包括工作台、用于上下料的机械手、用于给工作台铺砂的铺砂机构、用于给工作台上的砂进行喷洒树脂的喷头、用于清理工作台上表面的扫帚；

所述工作台包括外壳、位于外壳内的升降平台、位于外壳侧壁的排砂口、用于驱动升降平台上下运动的升降机构、用于在升降平台向上运动时震动升降平台的震动机构；位于外壳外侧的用于承接排砂口出来的砂的回收桶、位于回收桶内壁一侧的对射传感器、用于测量升降平台上的物体重量的压力传感器、用于发送压力传感器和对射传感器的数据的通讯模块；

所述升降机构包括上端固接在升降平台下侧的连接柱、固接在连接柱下端的支架板、穿过支架板并与之螺纹连接的螺杆；

所述压力传感器位于连接柱和支架板之间；

所述震动机构包括位于螺杆下端的限转滑槽、上端滑动连接在限转滑槽内的传动杆、固接在螺杆下端的震动块、套设在传动杆上的且抵靠在震动块下侧的第二震动块、固接在外壳底部的支撑架、位于第二震动块与支撑架之间的用于限制第二震动块单向转动的单向轴承；

所述震动块包括震动盘、若干位于震动盘下侧的震动锯齿；所述震动锯齿以震动盘的轴为中心呈环形阵列布置，所述震动锯齿包括与震动盘垂直的止挡面、在升降平台上升时驱动螺杆上下运动的导向面；

所述第二震动块包括第二震动盘、若干位于第二震动盘上侧的第二震动锯齿；所述第二震动锯齿以第二震动盘的轴为中心呈环形阵列布置，所述第二震动锯齿与震动锯齿适配并贴合；

所述升降机构还包括转动连接在支撑架内的从动齿轮与从动齿轮啮合的主动齿轮、用于转动主动齿轮的升降电机；

所述传动杆的横截面为多边形。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的新能源汽车动力总成砂型3D打印机，其特征在于，所述螺杆的数量为四个，所述从动齿轮的数量为四个，所述主动齿轮的数量为一个。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的新能源汽车动力总成砂型3D打印机，其特征在于，所述传动杆的横截面为正方形。

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