[发明专利]一种3D打印机作业过程智能监测系统

权利要求书

1.一种3D打印机作业过程智能监测系统，其特征在于，所述3D打印机作业过程智能监测系统包括进料口（1）、输料管（2）、打印喷头（3）、滑杆（4）、打印平台（5）、储料容器（6）、左侧板（7）、右侧板（8）、中央处理装置（9）、温度传感器（10）、湿度传感器（11）、振动传感器、底板（12）、压力传感器（13）以及信号处理电路（14）；

其中，所述输料管（2）通过所述进料口（1）与所述储料容器（6）连接，所述储料容器（6）向所述打印喷头（3）输送3D打印原料，所述打印喷头（3）利用所述滑杆（4）根据工作人员向所述中央处理装置（9）中输入的三维模型进行移动作业，所述打印平台（5）位于所述打印喷头（3）下方，所述底板（12）设置于所述打印平台（5）下方，所述滑杆（4）的两端固定设置于所述左侧板（7）和所述右侧板（8）之间，所述温度传感器（10）设置于所述打印平台（5）上，所述温度传感器（10）用于采集所述生物3D打印机作业时的温度信号，所述湿度传感器（11）和所述振动传感器均设置于所述底板（12）上，所述湿度传感器（11）用于采集所述生物3D打印机作业时的湿度信号，所述振动传感器用于采集所述生物3D打印机作业时的振动信号，所述压力传感器（13）设置于所述进料口（1）内，所述压力传感器（13）用于采集输料管（2）向所述进料口（1）输送原料时的压力信号；

其中，所述温度传感器（10）通过AD转换电路与所述中央处理装置（9）连接，所述湿度传感器（11）通过AD转换电路与所述中央处理装置（9）连接，所述振动传感器通过AD转换电路与所述中央处理装置（9）连接，所述压力传感器（13）将采集的压力信号传输至所述信号处理电路（14），所述信号处理电路（14）通过AD转换电路与所述中央处理装置（9）连接，所述中央处理装置（9）将接收到的湿度信号、温度信号以及压力信号传输至显示装置进行显示。

2.根据权利要求1所述的3D打印机作业过程智能监测系统，其特征在于，所述温度传感器（10）为铂电阻温度传感器，通过铂电阻阻值的变化对温度进行监测，所述中央处理装置（9）对接收到的温度信号分析所述生物3D打印机作业时的温度变化，其中，通过下述公式对温度进行计算：

；

其中，R为铂电阻的实时阻值，R（0℃）为铂电阻在0℃时的电阻值，t为待测温度值，A=4.18×0.001，B=-9.41×0.00000001，C=1.33×0.000000001，D=-3.92×0.0000000001，E=8.72×0.00000000001。

3.根据权利要求1所述的3D打印机作业过程智能监测系统，其特征在于，所述湿度传感器（11）采集的湿度信号为x(n)，n为正整数，所述中央处理装置（9）对接收到的湿度信号通过下述公式对湿度进行零漂补偿：

；

；

其中，h(n)为零漂补偿函数，为零漂调节常数，补偿效果通过进行调节，y(n)为经过零漂补偿后的湿度信号。

4.根据权利要求1所述的3D打印机作业过程智能监测系统，其特征在于，所述压力传感器（13）将采集到的压力信号传输至所述信号处理电路（14），所述信号处理电路（14）对接收到的压力信号依次进行信号放大和信号滤波处理后传输至所述中央处理装置（9）。

5.根据权利要求4所述的3D打印机作业过程智能监测系统，其特征在于，所述压力传感器（13）设置于所述进料口（1）内，所述压力传感器（13）用于采集输料管（2）向所述进料口（1）输送原料时的压力信号，将采集的压力信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至所述信号处理电路（14），V1为经过所述信号处理电路（14）处理后的电压信号，所述信号处理电路（14）包括信号放大单元和信号滤波单元，所述压力传感器（13）的输出端与所述信号放大单元的输入端连接，所述信号放大单元的输出端与所述信号滤波单元的输入端连接，所述信号滤波单元的输出端通过AD转换电路与所述中央处理装置（9）连接。