【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太空环境的智能制造领域，尤其涉及一种太空在轨增材制造装置。
技术介绍
1、随着人类对太空的探索，增材制造(3d打印)已成为解决太空探索过程中后勤维修保障及在轨制造等问题最具有优势的空间制造技术。目前市场上存在的增材制造设备已突破对制造的工件的单一方向尺寸限制的问题。但由于太空轨道真空的特殊环境，地面上常规增材制造装置所使用的热对流散热方式无法有效的散热，而热量堆积会影响构件成型质量，甚至造成打印喷头堵塞。同样，由于失重现象，地面上增材制造装置依靠重力的着床方式在太空轨道并不适用。
2、因此，以在轨增材制造，尤其以在轨长构件制造为目标，解决散热和着床问题的在轨增材制造装置与技术尤为重要。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于辅助着床的长构件太空在轨增材制造装置。
2、本专利技术的目的是通过如下途径实现的：一种基于辅助着床的长构件太空在轨增材制造装置，包括机架、控制模块、打印系统、热量控制系统及辅助着床系统；
3、所述控制模块安装于所述机架，用以控制装置内各系统运动；
4、所述打印系统包括移动模块、打印模块；所述移动模块安装于所述机架；所述打印模块安装于所述移动模块；所述移动模块用以控制所述打印模块横向运动和纵向运动；所述打印模块包括打印喷头、挤出组件；
5、所述热量控制系统包括检测模块、导热模块、散热模块、连接模块，用以保证所述打印喷头的温度在设定范围内；所述热量控制系统安装于所述打印模
6、所述辅助着床系统包括固定平台、循环运动模块、着床平台、辅助着床模块，用以辅助所述打印模块挤出的熔融态材料着床；所述固定平台安装于所述机架；所述循环运动模块安装于所述固定平台；所述着床平台安装于所述循环运动模块；所述着床平台为留有一定形状空洞的环状挠性带结构，且表面制有辅助熔融态材料着床的毛细纹路；所述着床平台可跟随所述循环运动模块进行循环运动；所述辅助着床模块包括辅助平台、举升机构、第一锁止机构、第二锁止机构；所述辅助平台为同样制有毛细纹路的挠性结构，且形状与所述着床平台中所述空洞相同；所述辅助平台安装于所述着床平台的所述空洞处，且可绕所述着床平台转动；所述举升机构安装于所述固定平台，用以控制所述辅助平台运动；所述第一锁止机构用以连接所述辅助平台与所述着床平台；所述第二锁止机构用以连接所述辅助平台与所述举升机构；所述第一锁止机构、第二锁止机构的锁止方式包括机械结构锁止、摩擦锁止、磁性锁止中的一种或几种；在初始状态下，所述第一锁止机构处于锁止状态，所述第二锁止机构处于断开状态；
7、所述热量控制系统，其具体工作流程如下：
8、若所述检测模块检测到所述打印喷头温度高于设定温度区间，通过控制所述连接模块使所述导热模块贴紧所述打印喷头，同时使所述导热模块与所述散热模块连通，三者构成完整散热路径，将所述打印喷头处热量传递至所述散热模块；若检测到所述打印喷头温度低于设定温度区间，通过控制所述连接模块使所述导热模块与所述打印喷头分离，同时所述导热模块与所述散热模块断开连通；
9、所述辅助着床系统，其具体工作步骤如下：
10、步骤1，打印开始前，通过控制模块控制所述第一锁止机构进入断开状态、所述第二锁止机构进入锁止状态，使所述辅助平台与所述举升构件相连；通过所述控制模块控制所述举升机构运动，使所述辅助平台绕所述着床平台旋转，由初始状态转为工作状态；
11、步骤2，打印开始后，所述打印喷头挤出熔融态材料，熔融态材料附着于所述辅助平台；所述打印喷头在初始位置进行着床段打印；
12、步骤3，当构件着床段结构打印完成后，通过所述控制模块控制举升机构运动，使辅助平台绕着床平台运动回原位；通过控制模块控制所述第一锁止机构进入锁止状态、所述第二锁止机构进入断开状态，使所述辅助平台与所述着床平台相连，所述辅助平台回到初始状态；
13、步骤4，通过所述控制模块控制所述循环运动模块运动，带动所述着床平台与所述辅助平台进行循环运动，附着于所述辅助平台的打印构件跟随所述辅助平台运动到下一打印位置；所述打印模块也运动到下一打印位置进行打印，如此往复，直至构件打印完成。
14、进一步，所述固定平台所在平面与所述打印模块纵向运动方向构成的夹角度数为30-60度。
15、进一步，所述第二锁止机构与所述辅助平台间通过移动构件相连，用以实现所述第二锁止机构在所述辅助平台上运动；所述移动构件包括多连杆结构、滑动结构、伸缩结构中的一种或几种；所述移动构件设置有限位装置；所述限位装置由所述控制系统控制，用以限制所述第二锁止机构移动。
16、进一步，在装置初始状态下，所述辅助平台与所述打印喷头处于固定位置；所述打印喷喷头末端与所述辅助平台和所述着床平台的交线处于同一平面内。
17、进一步，所述辅助平台处于工作状态时，其所在平面与所述打印模块纵向运动方向夹角构成的夹角的度数为85-95度。
18、进一步，所述毛细纹路均布于所述着床平台与所述辅助平台表面；所述毛细纹路主方向平行于所述打印模块横向运动方向；所述毛细纹路单条宽度为所述打印喷头末端口径的0.3-0.7倍。
19、本专利技术的有益效果是：
20、本专利技术一种基于辅助着床的长构件太空在轨增材制造装置通过热量控制系统和辅助着床系统的配合工作，能够有效解决太空在轨增材制造过程中的打印喷头散热问题和构件初始着床问题，从而更容易实现不同长度、不同横截面形状及尺寸的构件制备，尤其是长构件的制备。另外，本专利技术基于辅助着床的长构件太空在轨增材制造装置结构简单，易于制造和装配，可以更好的降低运输成本。
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1.一种基于辅助着床的长构件太空在轨增材制造装置，包括机架(1)、控制模块(2)、打印系统(3)、热量控制系统(4)及辅助着床系统(5)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于辅助着床的长构件太空在轨增材制造装置，其特征在于，所述固定平台(51)所在平面与所述打印模块(32)纵向运动方向构成的夹角度数为30-60度。
3.根据权利要求1所述的一种基于辅助着床的长构件太空在轨增材制造装置，其特征在于，所述第二锁止机构(544)与所述辅助平台(541)间通过移动构件(545)相连，用以实现所述第二锁止机构(544)在所述辅助平台(541)上运动；所述移动构件(545)包括多连杆结构、滑动结构、伸缩结构中的一种或几种；所述移动构件(545)设置有限位装置(546)；所述限位装置(546)由所述控制模块(2)控制，用以限制所述第二锁止机构(544)移动。
4.根据权利要求1所述的一种基于辅助着床的长构件太空在轨增材制造装置，其特征在于，在初始状态下，所述辅助平台(541)与所述打印喷头(321)处于固定位置；所述打印喷喷头末端与所述辅助平台(5
5.根据权利要求1所述的一种基于辅助着床系统(5)的超长型构件在轨舱外增材制造装置，其特征在于，所述辅助平台(541)处于工作状态时，其所在平面与所述打印模块(32)纵向运动方向夹角构成的夹角的度数为85-95度。
6.根据权利要求1所述的一种基于辅助着床的长构件太空在轨增材制造装置，其特征在于，所述毛细纹路均布于所述着床平台(53)与所述辅助平台(541)表面；所述毛细纹路主方向平行于所述打印模块(32)横向运动方向；所述毛细纹路单条宽度为所述打印喷头(321)末端口径的0.3-0.7倍。
...【技术特征摘要】
1.一种基于辅助着床的长构件太空在轨增材制造装置，包括机架(1)、控制模块(2)、打印系统(3)、热量控制系统(4)及辅助着床系统(5)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于辅助着床的长构件太空在轨增材制造装置，其特征在于，所述固定平台(51)所在平面与所述打印模块(32)纵向运动方向构成的夹角度数为30-60度。
3.根据权利要求1所述的一种基于辅助着床的长构件太空在轨增材制造装置，其特征在于，所述第二锁止机构(544)与所述辅助平台(541)间通过移动构件(545)相连，用以实现所述第二锁止机构(544)在所述辅助平台(541)上运动；所述移动构件(545)包括多连杆结构、滑动结构、伸缩结构中的一种或几种；所述移动构件(545)设置有限位装置(546)；所述限位装置(546)由所述控制模块(2)控制，用以限制所述第二锁止机构(544)移...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明富，李想，刘振宇，王飞鸿，李林凌，侯宇葵，刘金刚，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
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