一种清砂装置及3D打印系统

一种清砂装置及3d打印系统
技术领域
1.本发明涉及3d打印技术领域，具体涉及一种清砂装置及3d打印系统。


背景技术：

2.砂型3d打印机的工作原理是先由铺砂器在砂箱的承托板上铺一层砂子，然后由打印头在选定的砂子上面喷出固化剂，随着打印工位的举升机构不断带动承托板上升，以及固化剂和砂子一层层的固化，三维产品也就逐渐成型。
3.在目前的砂型3d打印系统的清砂工序中，传统清理砂芯和砂子的方法，主要是将砂箱转运到清砂站，通过清砂工位的举升机构将砂箱的承托板举升起来，使砂箱内的砂堆和砂芯升出砂箱的顶面。然后，依靠人工手持负压吸管来吸取的大部分砂子，在吊取出砂芯后，将砂芯转移到另一清理场地，通过压缩空气吹掉粘附在砂芯表面的浮砂。而残留在砂箱顶面的砂子，还需要使用小尺寸的吸头来进一步回收、清理，最终实现对砂箱和砂芯的清理。
4.但上述清砂操作效率低、人力耗费多大，同时，在吹掉砂芯表面的浮砂时，扬尘较多，容易造成清砂站的环境比较恶劣，影响工作人员的身体健康。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种清砂装置及3d打印系统，以提高清砂效率，降低对工作环境的污染。
6.为了实现上述目的，本发明的目的之一是提供一种清砂装置，包括箱体，其内部设有第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室的顶部均呈敞口结构设置；输送轨道，其与所述第一腔室连通；两个第一收集箱，设在所述第一腔室内并分别布置在所述输送轨道的两侧，所述第一收集箱的顶部呈敞口结构设置；第二收集箱，其设在所述第一腔室中并位于所述输送轨道与所述第二腔室之间，所述第二收集箱的顶部呈敞口结构设置，所述第二收集箱与两个所述第一收集箱形成用于供砂箱进入的收集位；顶升机构，其设在所述收集位的下方，所述顶升机构用于举升砂箱的承托板；
7.刮板，其用于将砂箱托板上的砂子刮推至所述第一收集箱和所述第二收集箱中，所述刮板沿所述箱体的宽度方向设置；吸尘头，其设在所述刮板背离所述第二腔室的一侧，所述吸尘头用于吸附砂箱顶面的砂子；第一驱动机构，其用于驱动所述刮板和所述吸尘头沿所述箱体的长度方向移动，并可使所述刮板移动到所述第二收集箱的上方；承托组件，其设在所述第二腔室中，所述承托组件用于承载砂芯；吹砂机构，其设在所述第二腔室中，所述吹砂机构用于吹掉放置在所述承托组件上的砂芯的表面浮砂；遮挡机构，其可与所述刮板配合以遮挡所述第二腔室的顶部敞口；以及负压机构，其分别与所述第二腔室、所述第一收集箱、所述第二收集箱和所述吸尘头连接。
8.优选地，所述刮板的宽度和所述吸尘头的宽度均大于所述收集位的宽度，所述第一驱动机构包括两个第一驱动单元，两个所述第一驱动单元分别设在所述箱体的两侧，所
述第一驱动单元包括：丝杠，其转动配合在所述箱体上，所述丝杠的轴向平行于所述箱体的长度方向；第一电机，其安装在所述箱体的外侧壁上，所述第一电机与所述丝杠传动连接；两个螺母，分别螺纹配合在所述丝杠上，两个所述螺母分别对应所述刮板和所述吸尘头；以及两个离合组件，分别用于控制所述刮板与对应所述螺母，以及所述吸尘头与对应所述螺母的离合。
9.优选地，所述离合组件包括：连接座，其套设在所述螺母外并与所述螺母转动配合；连接支臂，其一端与所述连接座连接，其另一端与所述刮板或所述吸尘头连接；两个第一齿盘，分别设在所述螺母的两端并穿设在所述丝杠外，所述第一齿盘的轴线与所述螺母的轴线重合，所述第一齿盘位于所述连接座的外侧，所述第一齿盘背离所述连接座的端面设有呈环形的第一齿面；两个第二齿盘，分别穿设在所述丝杠外，每个所述第二齿盘对应一个所述第一齿盘，所述第二齿盘朝向所述第一齿盘的一侧设有呈环形的第二齿面，所述第二齿面可与所述第一齿面配合；以及驱动件，其用于同步驱动两个所述第二齿盘做相互靠近或远离动作，以实现所述第二齿面与所述第一齿面的啮合或脱离。
10.优选地，所述第一腔室与所述第二腔室之间设有隔板，所述第二收集箱设在所述隔板背离所述第二腔室的一侧，所述第二收集箱顶面、所述隔板的顶面与所述刮板的底面齐平设置；
11.所述承托组件包括多个承托件，多个所述承托件间隔布置在所述第二腔室内，所述承托件包括支撑杆和多个承托柱，所述支撑杆的两端分别连接所述隔板和所述第二腔室的内侧壁，所述支撑杆的长度方向平行于所述箱体的长度方向；多个所述承托柱沿所述支撑杆的长度方向间隔布置，所述承托柱的顶部设有半球头。
12.优选地，所述吹砂机构包括吹气管和第二驱动机构，所述吹气管呈矩形框架结构，所述吹气管的内侧设有多个气嘴；所述吹气管包括两根横管和两根竖管，所述横管的长度方向平行于所述箱体的宽度方向，其中一根所述横管设在所述支撑杆的上方，另一根所述横管设置在所述支撑杆的下方；所述竖管设在所述第二腔室的内侧壁与最外侧的一根所述支撑杆之间；所述第二驱动机构用于驱动所述吹气管沿平行于所述支撑杆长度方向的方向做往复移动。
13.优选地，所述第二腔室背离所述第一腔室的外侧壁上开设有让位缺口，所述让位缺口朝所述第一腔室一方延伸；所述遮挡机构包括：壳体，其设在所述第二腔室背离所述第一腔室的外侧壁上，所述壳体开设有出料口，所述出料口的宽度大于所述箱体的宽度；卷轴，其转动配合在所述壳体内壳体内，所述卷轴的轴线平行于所述箱体的宽度方向；第二电机，其安装在所述壳体上并与所述卷轴传动连接；遮挡布，其缠绕在所述卷轴上，所述遮挡布采用柔性材料制成，所述遮挡布的活动端穿过所述出料口并设有连接杆，所述连接杆位于所述让位缺口内；以及第三驱动机构，其可驱动所述连接杆沿所述让位缺口做往复移动。
14.优选地，所述让位缺口的顶壁设有可充、放气的气囊。
15.本发明的目的之二是提供一种3d打印系统，包括上述的清砂装置。
16.本发明的有益效果：
17.本发明公开了一种清砂装置，其通过设计刮板和吸尘头，刮板可将砂箱承托板上的砂堆推入至第一收集箱和第二收集箱中，而吸尘头则会将残留的砂子吸走，从而实现对工作箱的清洁。当刮板移动到第二收集箱的上方后，刮板可与遮挡机构相配合来遮挡第二
腔室顶部的敞口，这样，在吹砂机构工作时，吹掉的砂子不会弥漫到第二腔室外，而只会残留在第二腔室中并会被负压机构所吸走。
18.该清砂装置相较于传统的清砂方法，在箱体内不单能够对砂芯的表面浮砂进行清理，同时，也能够实现对砂箱的清洁工作，解决了传统清砂效率低下、污染工作环境、影响人身体健康等问题，清砂效率高，也实现了砂型3d打印清砂工序的自动化和智能化。
19.本发明还公开了一种3d打印系统，包括上述的清砂装置，通过使用上述的清砂装置，提高了该3d打印系统的清砂效率，也提高了自动化和智能化。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
21.图1为本发明一实施例提供的清砂装置的结构示意图；
22.图2为图1状态下的剖面示意图；
23.图3为输送轨道与第一腔室和收集位连通的结构示意图；
24.图4为砂箱进入收集位的剖面示意图；
25.图5为砂箱与两个第一收集箱和第二收集箱配合的结构示意图；
26.图6为刮板和吸尘头移动到隔板上方的结构示意图；
27.图7为图6状态下的剖面示意图；
28.图8为第一驱动机构的结构示意图；
29.图9为离合组件的结构示意图；
30.图10为螺母、第一齿盘和第二齿盘相互配合的结构示意图；
31.图11为图9状态下的剖面示意图；
32.图12为吸尘头脱离刮板后的结构示意图；
33.图13为承托组件和吹砂机构配合的结构示意图；
34.图14为吹砂机构的结构示意图；
35.图15为遮挡机构的结构示意图；
36.图16为遮挡机构、让位缺口和气囊配合的局部示意图；
37.图17为遮挡布遮盖第二腔室顶部敞口的结构示意图；
38.图18为图17状态下的局部剖面示意图；
39.附图标记：
40.10-箱体，11-第一腔室，12-第二腔室，13-隔板，14-让位缺口；
41.20-输送轨道；
42.31-第一收集箱，32-第二收集箱，33-收集位；
43.40-顶升机构；
44.50-刮板；
45.60-吸尘头，61-吸管；
46.70-第一驱动机构，71-丝杠，72-第一电机，73-螺母，74-离合组件，741-连接座，742-连接支臂，743-第一齿盘，7431-第一齿面，744-第二齿盘，7441-第二齿面，745-驱动
件；
47.80-承托组件，81-支撑杆，82-承托柱；
48.90-吹砂机构，91-吹气管，911-横管，912-竖管，92-第二驱动机构，93-气嘴；
49.100-遮挡机构，101-壳体，102-卷轴，103-第二电机，104-遮挡布，105-连接杆，106-第三驱动机构；
50.110-气囊；
51.120-砂箱。
具体实施方式
52.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
53.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
54.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
55.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
56.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
57.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
58.实施例一
59.如图1-18所示，在本发明的一实施例中，提供一种清砂装置，包括箱体10、输送轨道20、两个第一收集箱31、第二收集箱32、顶升机构40、刮板50、吸尘头60、第一驱动机构70、承托组件80、吹砂机构90、遮挡机构100和负压机构。
60.箱体10的内部设有第一腔室11和第二腔室12，第一腔室11和第二腔室12的顶部均呈敞口结构设置，第二腔室12的底部设有料斗。输送轨道20与第一腔室11连通，输送轨道20用于输送砂箱120。两个第一收集箱31设在第一腔室11内并分别布置在输送轨道20的两侧，
第一收集箱31的顶部呈敞口结构设置。第二收集箱32设在第一腔室11中并位于输送轨道20与第二腔室12之间，第二收集箱32的顶部呈敞口结构设置，第二收集箱32与两个第一收集箱31形成用于供砂箱120进入的收集位33。
61.顶升机构40设在收集位33的下方，顶升机构40用于举升砂箱120的承托板，顶升机构40为现有技术，在此不再赘述。刮板50用于将砂箱120托板上的砂子刮推至第一收集箱31和第二收集箱32中，刮板50沿箱体10的宽度方向设置(在图1中，l表示箱体的长度方向，w表示箱体的宽度方向)。吸尘头60设在刮板50背离第二腔室12的一侧，吸尘头60用于吸附砂箱120顶面的砂子，第一驱动机构70用于驱动刮板50和吸尘头60沿箱体10的长度方向移动，并可使刮板50移动到第二收集箱32的上方。承托组件80和吹砂机构90设在第二腔室12中，承托组件80用于承载砂芯，吹砂机构90用于吹掉放置在承托组件80上的砂芯的表面浮砂，遮挡机构100可与刮板50配合以遮挡第二腔室12的顶部敞口，负压机构(附图未示出)分别与第二腔室12的料斗、第一收集箱31、第二收集箱32和吸尘头60的吸管61连接。
62.砂芯在砂箱120内成型后，重载转运小车先将砂箱120转移到输送轨道20上，输送轨道20将砂箱120输送到第一腔室11的收集位33中，此时，砂箱120的顶面与第一收集箱31的顶面以及第二收集箱32的顶面是齐平的。顶升机构40再举升砂箱120的承托板，将砂箱120中的砂子和砂芯举升出砂箱120的顶面，桁架机器人(附图未示出)再移动到砂箱120的上方并夹取砂堆中的砂芯，使其旋转，使砂芯上的大部分砂子掉落在砂堆中，而后，桁架机器人将砂芯转移到第二腔室12的承托组件80上，并松开砂芯。
63.然后，第一驱动机构70同步驱动刮板50和吸尘头60朝第二腔室12一方移动，刮板50会刮推砂箱120承托板上的砂堆，一部砂子会被刮板50刮推至砂箱120两侧的第一收集箱31内，绝大部分的砂子会被推至第二收集箱32中，在此过程中，吸尘头60会将砂箱120顶面和承托板表面残留的砂子吸附，从而实现对砂箱120的清洁。第一驱动机构70会使刮板50停留在第二收集箱32的上方，遮挡机构100则会与刮板50配合，从而将遮挡第二腔室12的顶部敞口，使第二腔室12基本处于密闭的状态。
64.在第二腔室12的顶部敞口被遮挡后，吹砂机构90开始工作，吹砂机构90会吹掉放置在承托组件80上的砂芯的表面浮砂，吹掉的砂子则会被负压吸走，在实现对砂芯的清洁后，遮挡机构100重新打开第二腔室12顶部的敞口，桁架机器人就可夹取砂芯并将其转运到下一工序。
65.本实施例公开的一种清砂装置，其通过设计刮板50和吸尘头60，刮板50可将砂箱120承托板上的砂堆推入至第一收集箱31和第二收集箱32中，而吸尘头60则会将残留的砂子吸走，从而实现对砂箱120的清洁。当刮板50移动到第二收集箱32的上方后，刮板50可与遮挡机构100相配合来遮挡第二腔室12顶部的敞口，这样，在吹砂机构90工作时，吹掉的砂子不会弥漫到第二腔室12外，而只会残留在第二腔室12中并会被负压机构所吸走。
66.该清砂装置相较于传统的清砂方法，在箱体内不单能够对砂芯的表面浮砂进行清理，同时，也能够实现对砂箱120的清洁工作，解决了传统清砂效率低下、污染工作环境、影响人身体健康等问题，清砂效率高，也实现了砂型3d打印清砂工序的自动化和智能化。
67.在一个实施例中，刮板50的宽度和吸尘头60的宽度均大于收集位33的宽度，从而能够实现对砂箱120顶面的彻底清洁。第一驱动机构70包括两个第一驱动单元，两个第一驱动单元分别设在箱体10的两侧，第一驱动单元包括丝杠71、第一电机72、两个螺母73和两个
离合组件74。丝杠71转动配合在箱体10的外侧壁上，丝杠71的轴向平行于箱体10的长度方向。第一电机72安装在箱体10的外侧壁上，第一电机72与丝杠71传动连接。两个螺母73分别螺纹配合在丝杠71上，两个螺母73分别对应刮板50和吸尘头60。两个离合组件74分别用于控制刮板50与对应螺母73，以及吸尘头60与对应螺母73的离合。
68.当第一电机72启动后会带动丝杠71旋转，这样，通过丝杠71与螺母73的配合，就会带动刮板50和吸尘头60同步移动。在刮板50移动移动到第二收集箱32的上方后(参阅图6和图7)，对应刮板50的那个离合组件74解除刮板50与螺母73的连接状态，在第一电机72带动丝杠71反转后，就只会带动吸尘头60朝背离第二腔室12的一方移动，这样，吸尘头60就会与刮板50分开(参阅图12)，吸尘头60在移动的过程中就会进一步地将砂箱120顶面以及承托板顶面残留的砂子吸走，这样，就进一步提升了对砂箱120的清洁效果。而停留在第二收集箱32上方的刮板50则会与遮挡机构100相配合来实现对第二腔室12顶部敞口的遮挡。因此，通过设计离合组件74来与螺母73进行离合配合，可实现对刮板50和吸尘头60的同步或者单独控制。此外，第一驱动单元还包括一个外壳，丝杠71、两个螺母73和两个离合组件74均安装在外壳内。
69.在一个实施例中，离合组件74包括连接座741、连接支臂742、两个第一齿盘743、两个第二齿盘744和驱动件745。连接座741套设在螺母73外，连接座741与螺母73通过轴承实现转动配合，连接支臂742的一端与连接座741连接，连接支臂742的另一端与刮板50或吸尘头60连接。两个第一齿盘743分别设在螺母73的两端并穿设在丝杠71外，第一齿盘743的轴线与螺母73的轴线重合，第一齿盘743位于连接座741的外侧，第一齿盘743背离连接座741的端面设有呈环形的第一齿面7431。两个第二齿盘744分别穿设在丝杠71外，每个第二齿盘744对应一个第一齿盘743，第二齿盘744朝向第一齿盘743的一侧设有呈环形的第二齿面7441，第二齿面7441可与第一齿面7431配合。驱动件745用于同步驱动两个第二齿盘744做相互靠近或远离动作，以实现第二齿面7441与第一齿面7431的啮合或脱离。
70.离合组件74与对应螺母73的离合状态是通过驱动件745的动作来实现的，具体地，当驱动件745同步带动两个第二齿盘744做相互靠近动作，第二齿盘744会快速地朝第一齿盘743移动，第二齿盘744的第二齿面7441就会与第一齿盘743的第一齿面7431啮合，这样一来，螺母73就不会相对于连接座741发生转动，当丝杠71转动时，螺母73就可与丝杠71进行配合，从而使连接支臂742来带动刮板50和/或吸尘头60移动。
71.若第一齿面7431与第二齿面7441处于啮合状态下，当驱动件745同步带动两个第二齿盘744做相互远离动作实，第二齿盘744会快速地脱离第一齿盘743，第二齿盘744的第二齿面7441就会与第一齿盘743的第一齿面7431脱离，这样一来，该螺母73就可相对于连接座741进行转动，当丝杠71转动时，螺母73就会跟随丝杠71一起转动，从而无法实现驱动刮板50或吸尘头60移动。其中，驱动件745选用两个双向气缸，每个双向气缸的活塞杆通过一个u形的连接头与第二齿盘744连接，当然，外壳上开设有可供双向气缸进、出气管穿过的通孔。
72.在一个实施例中，第一腔室11与第二腔室12之间设有隔板13，第二收集箱32设在隔板13背离第二腔室12的一侧，第二收集箱32顶面、隔板13的顶面与刮板50的底面齐平设置。承托组件80包括多个承托件，多个承托件间隔布置在第二腔室12内，承托件包括支撑杆81和多个承托柱82，支撑杆81的两端分别连接隔板13和第二腔室12的内侧壁，支撑杆81的
长度方向平行于箱体10的长度方向。多个承托柱82沿支撑杆81的长度方向间隔布置，承托柱82的顶部设有半球头。
73.在刮板50移动到隔板13的上方后，隔板13与刮板50配合能够更好地实现第一腔室11与第二腔室12的隔断效果。桁架机器人在将砂芯放置在多个承托件上后，由于承托柱82的顶部为半球头，这就减小了与砂芯底面的接触面积，从而使得对砂芯在第二腔室12的清洁效果更佳。
74.在一个实施例中，吹砂机构90包括吹气管91和第二驱动机构92，吹气管91呈矩形框架结构，吹气管91的内侧设有多个气嘴93。吹气管91包括两根横管911和两根竖管912，横管911的长度方向平行于箱体10的宽度方向，其中一根横管911设在支撑杆81的上方，另一根横管911设置在支撑杆81的下方。竖管912设在第二腔室12的内侧壁与最外侧的一根支撑杆81之间。第二驱动机构92用于驱动吹气管91沿平行于支撑杆81长度方向的方向做往复移动。
75.当砂型被桁架机器人放置在承托组件80上，且遮挡机构100遮挡第二腔室12顶部的敞口后，第二驱动机构92驱动吹气管91沿平行于支撑杆81长度方向的方向做往复移动，每根横管911和竖管912上的喷嘴93吹出的压缩空气会吹掉砂芯表面上的浮砂，并且，在负压的作用下，会将浮砂从而第二腔室12的底部吸走，这样，就实现对了对砂芯的进一步清理，提高了清理效率。当然，外部的压缩空气供气机构(附图未示出)会与吹气管91连通。
76.在一个实施例中，第二腔室12背离第一腔室11的外侧壁上开设有让位缺口14，让位缺口14朝第一腔室11一方延伸。遮挡机构100包括壳体101、卷轴102、第二电机103、遮挡布104和第三驱动机构106，壳体101设在第二腔室12背离第一腔室11的外侧壁上，壳体101开设有出料口，出料口的宽度大于箱体10的宽度。卷轴102转动配合在壳体101内壳体101内，卷轴102的轴线平行于箱体10的宽度方向，第二电机103安装在壳体101上并与卷轴102传动连接，遮挡布104缠绕在卷轴102上，遮挡布104采用柔性材料制成，遮挡布104的活动端穿过出料口并设有连接杆105，连接杆105位于让位缺口14内，第三驱动机构106可驱动连接杆105沿让位缺口14做往复移动。
77.在刮板50移动到隔板13的上方后，第三驱动机构106和第二电机103同步工作(第二电机103带动卷轴102做放卷工作)，第三驱动机构106就会拉动连接杆105和遮挡布104在让位缺口14内朝第一腔室11一方移动，当连接杆105抵接在刮板50朝向第二腔室12一侧的侧壁上后，就实现了对第二腔室12顶部敞口的遮挡(参阅图17)。
78.当需要打开第二腔室12顶部敞口时，第三驱动机构106和第二电机103同步工作(第二电机103带动卷轴102做收卷工作)，第三驱动机构106就会拉动连接杆105和遮挡布104在让位缺口14内朝远离第一腔室11一方移动，直至第二腔室12顶部敞口打开。其中，第二驱动机构92和第三驱动机构106均选用同步带传动结构。
79.在一个实施例中，让位缺口14的顶壁设有可充、放气的气囊110，当遮挡布104遮挡第二腔室12顶部敞口后，气囊110充气，气囊110可将遮挡布104压紧，这样，就提高了遮挡布104的遮挡更加严实，避免了吹掉的砂子从缝隙中跑出。而在气囊110放弃后，第三驱动机构106和第二电机103就可以驱动遮挡布104做遮挡或打开动作。
80.实施例二
81.在本发明的另一实施例中，提供一种3d打印系统，包括上述的清砂装置，通过使用
上述的清砂装置，提高了该3d打印系统的清砂效率，也提高了自动化和智能化。
82.本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
83.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

技术特征：
1.一种清砂装置，其特征在于，包括：箱体，其内部设有第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室的顶部均呈敞口结构设置；输送轨道，其与所述第一腔室连通；两个第一收集箱，设在所述第一腔室内并分别布置在所述输送轨道的两侧，所述第一收集箱的顶部呈敞口结构设置；第二收集箱，其设在所述第一腔室中并位于所述输送轨道与所述第二腔室之间，所述第二收集箱的顶部呈敞口结构设置，所述第二收集箱与两个所述第一收集箱形成用于供砂箱进入的收集位；顶升机构，其设在所述收集位的下方，所述顶升机构用于举升砂箱的承托板；刮板，其用于将砂箱托板上的砂子刮推至所述第一收集箱和所述第二收集箱中，所述刮板沿所述箱体的宽度方向设置；吸尘头，其设在所述刮板背离所述第二腔室的一侧，所述吸尘头用于吸附砂箱顶面的砂子；第一驱动机构，其用于驱动所述刮板和所述吸尘头沿所述箱体的长度方向移动，并可使所述刮板移动到所述第二收集箱的上方；承托组件，其设在所述第二腔室中，所述承托组件用于承载砂芯；吹砂机构，其设在所述第二腔室中，所述吹砂机构用于吹掉放置在所述承托组件上的砂芯的表面浮砂；遮挡机构，其可与所述刮板配合以遮挡所述第二腔室的顶部敞口；以及负压机构，其分别与所述第二腔室、所述第一收集箱、所述第二收集箱和所述吸尘头连接。2.根据权利要求1所述的清砂装置，其特征在于，所述刮板的宽度和所述吸尘头的宽度均大于所述收集位的宽度，所述第一驱动机构包括两个第一驱动单元，两个所述第一驱动单元分别设在所述箱体的两侧，所述第一驱动单元包括：丝杠，其转动配合在所述箱体上，所述丝杠的轴向平行于所述箱体的长度方向；第一电机，其安装在所述箱体的外侧壁上，所述第一电机与所述丝杠传动连接；两个螺母，分别螺纹配合在所述丝杠上，两个所述螺母分别对应所述刮板和所述吸尘头；以及两个离合组件，分别用于控制所述刮板与对应所述螺母，以及所述吸尘头与对应所述螺母的离合。3.根据权利要求2所述的清砂装置，其特征在于，所述离合组件包括：连接座，其套设在所述螺母外并与所述螺母转动配合；连接支臂，其一端与所述连接座连接，其另一端与所述刮板或所述吸尘头连接；两个第一齿盘，分别设在所述螺母的两端并穿设在所述丝杠外，所述第一齿盘的轴线与所述螺母的轴线重合，所述第一齿盘位于所述连接座的外侧，所述第一齿盘背离所述连接座的端面设有呈环形的第一齿面；两个第二齿盘，分别穿设在所述丝杠外，每个所述第二齿盘对应一个所述第一齿盘，所述第二齿盘朝向所述第一齿盘的一侧设有呈环形的第二齿面，所述第二齿面可与所述第一
齿面配合；以及驱动件，其用于同步驱动两个所述第二齿盘做相互靠近或远离动作，以实现所述第二齿面与所述第一齿面的啮合或脱离。4.根据权利要求1所述的清砂装置，其特征在于，所述第一腔室与所述第二腔室之间设有隔板，所述第二收集箱设在所述隔板背离所述第二腔室的一侧，所述第二收集箱顶面、所述隔板的顶面与所述刮板的底面齐平设置；所述承托组件包括多个承托件，多个所述承托件间隔布置在所述第二腔室内，所述承托件包括支撑杆和多个承托柱，所述支撑杆的两端分别连接所述隔板和所述第二腔室的内侧壁，所述支撑杆的长度方向平行于所述箱体的长度方向；多个所述承托柱沿所述支撑杆的长度方向间隔布置，所述承托柱的顶部设有半球头。5.根据权利要求4所述的清砂装置，其特征在于，所述吹砂机构包括吹气管和第二驱动机构，所述吹气管呈矩形框架结构，所述吹气管的内侧设有多个气嘴；所述吹气管包括两根横管和两根竖管，所述横管的长度方向平行于所述箱体的宽度方向，其中一根所述横管设在所述支撑杆的上方，另一根所述横管设置在所述支撑杆的下方；所述竖管设在所述第二腔室的内侧壁与最外侧的一根所述支撑杆之间；所述第二驱动机构用于驱动所述吹气管沿平行于所述支撑杆长度方向的方向做往复移动。6.根据权利要求1所述的清砂装置，其特征在于，所述第二腔室背离所述第一腔室的外侧壁上开设有让位缺口，所述让位缺口朝所述第一腔室一方延伸；所述遮挡机构包括：壳体，其设在所述第二腔室背离所述第一腔室的外侧壁上，所述壳体开设有出料口，所述出料口的宽度大于所述箱体的宽度；卷轴，其转动配合在所述壳体内壳体内，所述卷轴的轴线平行于所述箱体的宽度方向；第二电机，其安装在所述壳体上并与所述卷轴传动连接；遮挡布，其缠绕在所述卷轴上，所述遮挡布采用柔性材料制成，所述遮挡布的活动端穿过所述出料口并设有连接杆，所述连接杆位于所述让位缺口内；以及第三驱动机构，其可驱动所述连接杆沿所述让位缺口做往复移动。7.根据权利要求6所述的清砂装置，其特征在于，所述让位缺口的顶壁设有可充、放气的气囊。8.一种3d打印系统，其特征在于：包括权利要求1-7中任一项所述的清砂装置。

技术总结
本发明提供了一种清砂装置，包括箱体、输送轨道、两个第一收集箱、第二收集箱、顶升机构、刮板、吸尘头、第一驱动机构、承托组件、吹砂机构、遮挡机构和负压机构。该清砂装置相较于传统的清砂方法，在箱体内不单能够对砂芯的表面浮砂进行清理，同时，也能够实现对砂箱的清洁工作，解决了传统清砂效率低下、污染工作环境、影响人身体健康等问题，清砂效率高，也实现了砂型3D打印清砂工序的自动化和智能化。本发明还提供了一种3D打印系统，包括上述的清砂装置。置。置。


技术研发人员：董梦瑶 周莉 潘鑫 谭大庆 张向宁
受保护的技术使用者：重庆工业职业技术学院
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/31