[发明专利]一种激光环绕跟随3D打印装置

权利要求书

1.一种激光环绕跟随3D打印装置，用于导电线路的打印，包括控制系统、激光器(1-1)、导电浆料喷头（1-2）和喷头运动执行机构，所述喷头运动执行机构包括一主轴（1-7），导电浆料喷头（1-2）安装在所述主轴（1-7）的底部，其特征在于：

所述激光环绕跟随3D打印装置还设有激光器环绕跟随模块（1-3）和激光器自动调焦模块；

所述激光器环绕跟随模块（1-3）包括环绕臂（1-9）、第一驱动设备和环绕传动机构，所述环绕臂（1-9）水平设置，安装在主轴（1-7）上，与主轴（1-7）相垂直；所述第一驱动设备安装在环绕臂（1-9）上，通过环绕传动机构控制环绕臂（1-9）围绕主轴（1-7）水平转动；

激光器（1-1）通过所述激光器自动调焦模块与环绕臂（1-9）连接，所述激光器自动调焦模块包括第二驱动设备和调焦传动机构，用于控制激光器（1-1）相对环绕臂（1-9）俯仰转动；

所述第一驱动设备和第二驱动设备的控制信号输入端分别与所述控制系统连接，通过控制系统根据设定好的加工路径，规划激光器（1-1）的水平旋转角度和俯仰转动角度，以此控制第一驱动设备和第二驱动设备的动作，在导电浆料喷头（1-2）的运动过程中，使激光束的光斑始终落在导电浆料喷头（1-2）在加工路径中的后方上游位置，固化已沉积在基体上的导电浆料；

所述调焦传动机构包括一底座（1-10）和一激光器安装座（1-13），所述底座（1-10）的内侧一端与环绕臂（1-9）固定连接，底座（1-10）的外部设有两个平行的支撑板，一水平设置的转轴（1-12）设置在两支撑板之间，转轴（1-12）两端安装在两支撑板上；

所述第二驱动设备采用电机，第二驱动设备的电机安装在所述底座（1-10）上，第二驱动设备的电机旋转输出轴上安装有传动齿轮（1-11），所述传动齿轮（1-11）亦处于两支撑板之间，位于所述转轴（1-12）的内侧，第二驱动设备的电机旋转输出轴与转轴（1-12）平行，所述激光器安装座（1-13）安装在所述转轴（1-12）上，且激光器安装座（1-13）背面设有与所述传动齿轮（1-11）相啮合的齿轮结构，所述齿轮结构的中心落在所述转轴（1-12）上，则第二驱动设备的电机旋转输出轴转动时，带动激光器安装座（1-13）和激光器（1-1）以所述转轴（1-12）为中心俯仰转动。

2.根据权利要求1所述的一种激光环绕跟随3D打印装置，其特征在于：

所述环绕传动机构包括固定安装在主轴（1-7）上的锥面齿圈（1-8），所述锥面齿圈（1-8）与主轴（1-7）同心同轴；所述第一驱动设备采用电机（1-5），第一驱动设备的电机旋转输出轴与主轴（1-7）垂直，且第一驱动设备的电机旋转输出轴上安装有与所述锥面齿圈（1-8）啮合的锥面齿轮（1-6），所述第一驱动设备的电机旋转输出轴旋转时，驱使锥面齿轮（1-6）在锥面齿圈（1-8）的斜面上沿其圆周方向滚动，进而带动环绕臂（1-9）以主轴（1-7）为中心在水平方向上转动。

3.根据权利要求1所述的一种激光环绕跟随3D打印装置，其特征在于：

所述激光器安装座（1-13）的外侧面设有电动滑台导轨，所述激光器（1-1）安装在所述电动滑台导轨的滑块上，沿电动滑台导轨做直线运动，所述电动滑台导轨的下方向靠近导电浆料喷头（1-2）的一侧倾斜；所述电动滑台导轨的滑块的驱动设备与控制系统连接，控制系统通过对激光器（1-1）俯仰转动和直线运动的合成，控制激光束光斑精确照射到需要固化的电路位置上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的激光环绕跟随3D打印装置，其特征在于，所述激光器环绕跟随模块与激光器自动调焦模块分别设置在主轴（1-7）的两侧，以平衡装置配重。