CN103448388A

CN103448388A - 3d打印机加热板支撑传动结构

Info

Publication number: CN103448388A
Application number: CN2013104119481A
Authority: CN
Inventors: 何晓建; 颜学龙; 潘鑫龙; 于海波
Original assignee: Guilin University of Electronic Technology
Current assignee: Guilin University of Electronic Technology
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-09-11
Also published as: CN103448388B

Abstract

本发明公开了一3D打印机加热板支撑传动结构，包括X向支撑传动装置和Y向支撑传动装置，所述Y向支撑传动装置包括底架、设于底架上的两条Y向直线导轨及其相配合的Y向滑块和由Y向步进电机驱动的Y向皮带轮传动机构；所述X向支撑传动装置包括支撑架、设于支撑架上的两条X向直线导轨及其相配合的X向滑块、支撑打印机加热台的加热板和通过X向步进电机驱动的X向皮带轮传动机构；所述加热板设于X向滑块上，所述支撑架设于Y向滑块上。本发明的传动结构可以使加热板的X轴方向移动和Y轴方向移动完全独立，互不影响，避免了计算加热板X轴，Y轴方向位移时相互之间的位移补偿，简化了数据的后期处理过程。

Description

3D打印机加热板支撑传动结构

（一）技术领域：

本发明涉及打印机内部结构，具体为一种3D打印机加热板支撑传动结构。

（二）背景技术：

目前，用于3D打印机加热板支撑和传动的结构一般采用圆柱滑轨支撑配合丝杆传动的系统。

圆柱滑轨作为支撑结构，有许多缺点。例如，圆柱滑轨一般采用两端固定的固定方式，且往往用并行的两根为整体，两根圆柱滑轨必需完全平行才能保证精度。这就对固定两根滑轨的四个固定点的定位要求很高，很难保证系统的精度，增加了安装的难度。

上述结构的另一个缺点是，两根圆柱滑轨一旦安装，不方便拆卸，不利于后期机器的维护和升级。

还有一个缺点是，圆柱滑轨作为加热板的支撑结构，当加热板滑动时，不可避免地产生较大的噪声。

丝杆的传动结构有上述中的某些缺点，并且还有其本身的不便之处：例如，传动效率低，丝杆本身的摩擦系数大，转动速率有限，这就降低了整个机械系统的工作效率。

（三）发明内容：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提出了一种支撑稳定、安装维护方便、易于后期升级处理的3D打印机加热板支撑传动结构。

能够实现上述目的的3D打印机加热板支撑传动结构，包括X向支撑传动装置和Y向支撑传动装置，所不同的是所述Y向支撑传动装置包括底架、设于底架上的两条Y向直线导轨及其相配合的Y向滑块和由Y向步进电机驱动的Y向皮带轮传动机构，所述Y向皮带轮传动机构连接Y向滑块；所述X向支撑传动装置包括支撑架、设于支撑架上的两条X向直线导轨及其相配合的X向滑块、支撑打印机加热台的加热板和由X向步进电机驱动的X向皮带轮传动机构，所述X向皮带轮传动机构连接X向滑块；所述加热板设于X向滑块上，所述支撑架设于Y向滑块上。

由此可见，X向支撑传动装置与Y向支撑传动装置是完全独立的两个运行系统，也就是说加热板的X轴运动位移与支撑架的Y轴运动位移完全独立，不需要进行位移补偿即可实现加热板的可控制机械运动。

所述X向皮带轮传动机构的一种结构包括X向皮带和九个带轮构成的轮组，所述九个带轮之一为与X向步进电机输出同轴固连的X向主动轮，其余八个从动带轮分成四组，其中三组于X向直线导轨（长度方向）两侧的支撑板上设置，一侧布置一组，另一侧沿X向布置两组，每组的两个带轮为Y向布置，剩余一组于两条X向直线导轨之间设置，该组的两个带轮为X向布置并通过轮架连接，所述轮架设于X向滑块下方并与之相连，所述X向皮带的接头两端固定，皮带体与各组带轮有序绕连可实现轮架（即加热板）的X向位移运动。

所述Y向皮带轮传动机构的一种结构包括Y向皮带和两个带轮，所述带轮为Y向布置并于X向直线导轨宽度方向的两侧设置，一个带轮为与Y向步进电机输出轴同轴固连的Y向主动轮，另一个从动带轮固定设置，所述Y向皮带绕连于两个带轮上，皮带体与支撑架固连，Y向皮带运行过程中可带动支撑架实现Y向位移运动。

所述支撑架包括两条X向方形铝材，所述方形铝材两端由左侧固定板和右侧固定板连接，方形铝材的各面向内开设有T型凹槽，于方形铝材X向直线导轨安装面的T型凹槽内匹配T型螺母，所述X向直线导轨上开设有对应T型螺母的螺丝孔，用螺钉通过螺丝孔拧入T型螺母将X向直线导轨于方形铝材上固定。

本发明的优点：

本发明3D打印机加热板支撑传动结构可以使加热板（台）的X轴方向移动和Y轴方向移动完全独立，互不影响，避免了计算加热板（台）X轴，Y轴方向位移时相互之间的位移补偿，简化了数据的后期处理过程。

（四）附图说明：

图1是本发明一种实施方式的结构示意图。

图2是图1实施方式中支撑架用方形铝材的截面图。

图3是图2中的A向视图。

图号标识：1、底架；2、Y向直线导轨；3、Y向步进电机；4、右侧固定板；5、X向直线导轨；6、加热板；7、X向步进电机；8、X向皮带；9、Y向皮带；10、方形铝材；11、T型凹槽；12、T型螺母；13、左侧固定板；14、X向皮带固定板；15、X向主动轮；16、Y向主动轮；17、连接点。

（五）具体实施方式：

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明3D打印机加热板支撑传动结构由上层的X向支撑传动装置和下层的Y向支撑传动装置构成。

所述Y向支撑传动装置主要由底架1、Y向直线导轨2、Y向滑块、Y向步进电机3和Y向皮带轮传动机构构成。其中，所述底架1的长度方向为Y轴方向，两条Y向直线导轨2于底架1铺设，所述Y向滑块于两条Y向直线导轨2上滑动配合安装，所述Y向步进电机3于底架1旁的后端设置，所述Y向皮带轮传动机构包括Y向皮带9和两个带轮，一个Y向主动轮16同轴设于Y向步进电机3的输出轴上，另一从动带轮于底架1同侧的前端设置，所述Y向皮带9绕连在两个带轮上，如图1所示。

所述X向支撑传动装置主要由支撑架、X向直线导轨5、X向滑块、加热板6（支撑打印机的加热台）、X向步进电机7和X向皮带轮传动机构构成。其中，所述支撑架由两条X向方形铝材10以及连接方形铝材10两端的左侧固定板13和右侧固定板4构成，两条X向直线导轨5分别铺设于所对应的方形铝材10上，所述方形铝材10的四个面向内均开设T型凹槽11，于方形铝材10X向直线导轨5铺设面的T型凹槽11内设置间隔均匀的T型螺母12，于X向直线导轨5上开设对应于各T型螺母12的螺丝孔，用螺钉通过螺丝孔拧入T型螺母12将X向直线导轨5于方形铝材10上固定；所述X向滑块于两条X向直线导轨5上滑动配合安装，所述加热板6安装于X向滑块上，所述支撑架安装于Y向滑块上，Y向皮带轮传动机构的两个带轮分别置于支撑架两侧，Y向皮带9的一根皮带体固连于支撑架的连接点17，如图1所示、图2、图3所示。

所述X向步进电机7设于右侧固定板4后侧，如图1所示。

所述X向皮带轮传动机构包括X向皮带8和九个带轮，其中的一个带轮为与X向步进电机7的输出同轴固连的X向主动轮15，其余八个带轮为从动带轮，八个从动带轮分成四组，第一组从动带轮于左侧固定板13上设置，第二组从动带轮于两条X向直线导轨5之间设置，第三组从动带轮于右侧固定板4上内侧设置，第四组从动带轮于右侧固定板4上外侧设置，第一组、第三组和第四组的两个从动带轮为Y向布置且间距均小于两条X向直线导轨5之间的距离，第一组和第三组从动带轮的间距相等，第四组从动带轮的间距小于第一组和第三组从动带轮的间距，第二组从动带轮为X向布置并通过轮架连接，所述轮架设于X向滑块下方并与之相连，第一组、第三组和第四组的Y向从动带轮以两条X向直线导轨5的中心线对称设置，第二组的从动带轮中心处于两条X向直线导轨5的中心线上，如图1所示。

所述X向皮带8的左、右接头两端固定于底架1前端向右横置的X向皮带固定板14上，左端接头的X向皮带8依次于第三组前方带轮、第一组前方带轮、第二组左边带轮、第一组后方带轮、第三组后方带轮、X向主动轮15上顺序绕连，右端接头的X向皮带8依次于第四组前方带轮、第一组前方带轮、第二组右边带轮、第四组后方带轮、X向主动轮15上顺序绕连，左、右两端接头的X向皮带8于X向主动轮15上无缝连接，所述X向步进电机7通过X向主动轮15带动X向皮带8运行，从而实现轮架的X向位移运动，亦即X向滑块（加热板6）的X向位移运动。

本发明加热板6的X轴方向运动和Y轴方向运动完全独立，互不干扰，避免了计算沿两轴方向位移时的位移补偿，简化了系统的数据处理过程。

Claims

1.3D打印机加热板支撑传动结构，包括X向支撑传动装置和Y向支撑传动装置，其特征在于：所述Y向支撑传动装置包括底架（1）、设于底架（1）上的两条Y向直线导轨（2）及其相配合的Y向滑块和由Y向步进电机（3）驱动的Y向皮带轮传动机构，所述Y向皮带轮传动机构连接Y向滑块；所述X向支撑传动装置包括支撑架、设于支撑架上的两条X向直线导轨（5）及其相配合的X向滑块、支撑打印机加热台的加热板（6）和由X向步进电机（7）驱动的X向皮带轮传动机构，所述X向皮带轮传动机构连接X向滑块；所述加热板（6）设于X向滑块上，所述支撑架设于Y向滑块上。

2.根据权利要求1所述的3D打印机加热板支撑传动结构，其特征在于：所述X向皮带轮传动机构包括X向皮带（8）和九个带轮构成的轮组，所述九个带轮之一为与X向步进电机（7）输出同轴固连的X向主动轮（15），其余八个从动带轮分成四组，其中三组于X向直线导轨（5）两侧的支撑板上设置，一侧布置一组，另一侧沿X向布置两组，每组的两个带轮为Y向布置，剩余一组于两条X向直线导轨（5）之间设置，该组的两个带轮为X向布置并通过轮架连接，所述轮架设于X向滑块下方并与之相连，所述X向皮带（8）的接头两端固定，皮带体与各组带轮有序绕连而实现轮架的X向位移运动。

3.根据权利要求1所述的3D打印机加热板支撑传动结构，其特征在于：所述Y向皮带轮传动机构包括Y向皮带（9）和两个带轮，所述带轮为Y向布置并于X向直线导轨宽度方向的两侧设置，一个带轮为Y向步进电机（3）输出轴同轴固连的Y向主动轮（16），另一个从动带轮固定设置，所述Y向皮带（9）绕连于两个带轮上，皮带体与支撑架连接。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的3D打印机加热板支撑传动结构，其特征在于：所述支撑架包括两条X向方形铝材（10），所述方形铝材（10）两端由左侧固定板13和右侧固定板（4）连接，方形铝材（10）的各面向内开设有T型凹槽（11），于方形铝材（10）X向直线导轨（5）安装面的T型凹槽（11）内匹配T型螺母（12），所述X向直线导轨（5）上开设有对应T型螺母（12）的螺丝孔，用螺钉（13）通过螺丝孔拧入T型螺母（12）将X向直线导轨（5）于方形铝材（10）上固定。