CN105291438A - 一种具有3d扫描功能的桌面级3d打印机 - Google Patents

一种具有3d扫描功能的桌面级3d打印机 Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明涉及一种具有3D扫描功能的桌面级3D打印机，包括底座和设置在底座上的外壳，所述外壳上设有人机界面和打印工作仓，所述打印工作仓的内部设有打印机构和扫描机构，所述打印机构位于打印工作仓中的顶部，所述打印机构包括打印位移组件和打印头，所述打印位移组件与打印头传动连接；所述扫描机构包括扫描位移组件和扫描摄像头，所述扫描摄像头与扫描位移组件传动连接，该具有3D扫描功能的桌面级3D打印机通过打印机构和扫描机构，能够对现场样品进行快速精确扫描，随后进行快速3D打印，提高了3D打印机的实用性；同时通过人机界面能够在现场进行精确实时操控，提高了3D打印机的实用性和可操作性。

Description

一种具有3D扫描功能的桌面级3D打印机
技术领域
本发明涉及一种具有3D扫描功能的桌面级3D打印机。
背景技术
3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其中用来实现这种技术的设备叫做3D打印机。
在现有技术中，目前都是采用3D打印机连有通讯终端，通过通讯终端发送数字模型文件，然后3D打印机根据数字模型文件进行打印。这种方式，局限性比较高，适用人群范围比较小，需要有比较高的技术水准的人员才能够完成。
在现有技术中，都是通过通讯终端来对3D打印机进行控制，这样就需要有实时的通讯支持，才能够完成。对于现场实时操控带来一定麻烦。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有3D扫描功能的桌面级3D打印机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有3D扫描功能的桌面级3D打印机，包括底座和设置在底座上的外壳，所述外壳上设有人机界面和打印工作仓，所述打印工作仓的内部设有打印机构和扫描机构，所述打印机构位于打印工作仓中的顶部，所述打印机构包括打印位移组件和打印头，所述打印位移组件与打印头传动连接；所述扫描机构包括扫描位移组件和扫描摄像头，所述扫描摄像头与扫描位移组件传动连接；
所述外壳中设有中央控制装置，所述中央控制装置包括中央控制系统、与中央控制系统连接的无线通讯模块、打印控制模块、打印位移模块、扫描控制模块、扫描位移模块和人机交互模块，所述人机界面与人机交互模块电连接，所述打印头与打印控制模块电连接，所述扫描摄像头与扫描控制模块电连接。
作为优选，为了提高打印机的可操作性和实用性，所述人机界面包括信号指示灯和操控界面，所述信号指示灯为双色指示灯，所述操控界面为触摸显示屏。
作为优选，为了提高打印机的操作灵敏度，所述触摸显示屏为液晶显示屏，所述触摸显示屏为电容感应式触摸屏。
作为优选，为了提高打印机的3D打印的可靠性，所述打印位移组件包括第一水平位移单元和第二水平位移单元，所述第一水平位移单元与第二水平位移单元相互垂直，所述第一水平位移单元位于第二水平位移单元的下方，所述打印头设置在第二水平位移单元的下方。
作为优选，为了提高对3D打印的位移的控制精度，所述第一水平位移单元和第二水平位移单元均与打印位移模块电连接。
作为优选，为了提高打印机的扫描的可靠性，所述扫描位移组件包括两个垂直位移单元和周向位移单元，所述垂直位移单元垂直设置在打印工作仓内且位于打印工作仓的两侧，所述周向位移单元位于两个垂直位移单元的中间且与垂直位移单元传动连接，所述扫描摄像头设置在周向位移单元上且与周向位移单元传动连接。
作为优选，为了提高扫描的精确度，所述垂直位移单元和周向位移单元均与扫描位移模块电连接。
作为优选，为了提高打印机的抗震系数，提高打印的精确性，所述底座的下方设有防震海绵。
本发明的有益效果是，该具有3D扫描功能的桌面级3D打印机通过打印机构和扫描机构，能够对现场样品进行快速精确扫描，随后进行快速3D打印，提高了3D打印机的实用性；同时通过人机界面能够在现场进行精确实时操控，提高了3D打印机的实用性和可操作性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具有3D扫描功能的桌面级3D打印机的结构示意图；
图2是本发明的具有3D扫描功能的桌面级3D打印机的扫描位移组件的结构示意图；
图3是本发明的具有3D扫描功能的桌面级3D打印机的系统原理图；
图中：1.外壳，2.人机界面，3.信号指示灯，4.操控界面，5.第一水平位移单元，6.第二水平位移单元，7.打印头，8.垂直位移单元，9.周向位移单元，10.扫描摄像头，11.底座，12.防震海绵，13.中央控制系统，14.无线通讯模块，15.打印控制模块，16.打印位移模块，17.扫描控制模块，18.扫描位移模块，19.人机交互模块。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图3所示，一种具有3D扫描功能的桌面级3D打印机，包括底座11和设置在底座11上的外壳1，所述外壳1上设有人机界面2和打印工作仓，所述打印工作仓的内部设有打印机构和扫描机构，所述打印机构位于打印工作仓中的顶部，所述打印机构包括打印位移组件和打印头7，所述打印位移组件与打印头7传动连接；所述扫描机构包括扫描位移组件和扫描摄像头10，所述扫描摄像头10与扫描位移组件传动连接；
所述外壳1中设有中央控制装置，所述中央控制装置包括中央控制系统13、与中央控制系统13连接的无线通讯模块14、打印控制模块15、打印位移模块16、扫描控制模块17、扫描位移模块18和人机交互模块19，所述人机界面2与人机交互模块19电连接，所述打印头7与打印控制模块15电连接，所述扫描摄像头10与扫描控制模块17电连接。
作为优选，为了提高打印机的可操作性和实用性，所述人机界面2包括信号指示灯3和操控界面4，所述信号指示灯3为双色指示灯，所述操控界面4为触摸显示屏。
作为优选，为了提高打印机的操作灵敏度，所述触摸显示屏为液晶显示屏，所述触摸显示屏为电容感应式触摸屏。
作为优选，为了提高打印机的3D打印的可靠性，所述打印位移组件包括第一水平位移单元5和第二水平位移单元6，所述第一水平位移单元5与第二水平位移单元6相互垂直，所述第一水平位移单元5位于第二水平位移单元6的下方，所述打印头7设置在第二水平位移单元6的下方。
作为优选，为了提高对3D打印的位移的控制精度，所述第一水平位移单元5和第二水平位移单元6均与打印位移模块16电连接。
作为优选，为了提高打印机的扫描的可靠性，所述扫描位移组件包括两个垂直位移单元8和周向位移单元9，所述垂直位移单元8垂直设置在打印工作仓内且位于打印工作仓的两侧，所述周向位移单元9位于两个垂直位移单元8的中间且与垂直位移单元8传动连接，所述扫描摄像头10设置在周向位移单元9上且与周向位移单元9传动连接。
作为优选，为了提高扫描的精确度，所述垂直位移单元8和周向位移单元9均与扫描位移模块18电连接。
作为优选，为了提高打印机的抗震系数，提高打印的精确性，所述底座11的下方设有防震海绵12。
事实上：第一水平位移单元5是由一个小型驱动电机和水平位移导轨组成，第二水平位移单元6同样是由一个小型驱动电机和水平位移导轨组成，第一水平位移单元5带动第二水平位移单元6在一直线上移动，第二水平位移单元6则带动打印头7在另一直线上移动，两直线相互垂直，从而实现了对打印头7平面上的任意移动。
事实上：垂直位移单元8是由小型驱动电机和垂直位移导轨组成，同样周向位移单元9是由小型驱动电机和环形位移导轨组成，垂直位移单元8用来控制周向位移单元9的垂直方向的移动，周向位移单元9则用来控制扫描摄像头10在水平面以360度的周向移动，从而实现了对样品的3D扫描。
该具有3D扫描功能的桌面级3D打印机的工作原理是：该3D打印机有两种获得数字模型数据的方式，一种是通过无线通讯模块14，与后台终端实时连接，通过无线通讯传输数据，完成3D打印；另一种是通过扫描机构对现场模型进行快速精确的3D扫描，生成数字模型数据，再进行3D打印。其中，人机界面2包括信号指示灯3和操控界面4，操控界面4为触摸显示屏，通过操控界面4能够对3D打印机进行精确的现场实时操控，从而提高了3D打印机的可操作性和实用性，信号指示灯3则用来显示打印机的工作状态。
该具有3D扫描功能的桌面级3D打印机中，中央控制系统13用于控制各个模块，从而提高了3D打印机的智能化；无线通讯模块14用于与后台终端进行实时通讯，实现用户对3D打印机的实时监控；打印控制模块15用于控制打印头7进行打印，从而控制打印的精确度；打印位移模块16用来控制第一水平位移单元5和第二水平位移单元6的位移精确度，进一步提高了3D打印机的精确性；扫描控制模块17用来控制扫描摄像头10对样品进行扫描，从而提高了扫描的精确性；扫描位移模块18用于控制垂直位移单元8和周向位移单元9的精确移动，进一步提高了扫描的精确性；人机交互模块19用于控制人机界面2的工作，提高了3D打印机的可操作性和实用性。
与现有技术相比，该具有3D扫描功能的桌面级3D打印机通过打印机构和扫描机构，能够对现场样品进行快速精确扫描，随后进行快速3D打印，提高了3D打印机的实用性；同时通过人机界面2能够在现场进行精确实时操控，提高了3D打印机的实用性和可操作性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种具有3D扫描功能的桌面级3D打印机，其特征在于，包括底座(11)和设置在底座(11)上的外壳(1)，所述外壳(1)上设有人机界面(2)和打印工作仓，所述打印工作仓的内部设有打印机构和扫描机构，所述打印机构位于打印工作仓中的顶部，所述打印机构包括打印位移组件和打印头(7)，所述打印位移组件与打印头(7)传动连接；所述扫描机构包括扫描位移组件和扫描摄像头(10)，所述扫描摄像头(10)与扫描位移组件传动连接；
所述外壳(1)中设有中央控制装置，所述中央控制装置包括中央控制系统(13)、与中央控制系统(13)连接的无线通讯模块(14)、打印控制模块(15)、打印位移模块(16)、扫描控制模块(17)、扫描位移模块(18)和人机交互模块(19)，所述人机界面(2)与人机交互模块(19)电连接，所述打印头(7)与打印控制模块(15)电连接，所述扫描摄像头(10)与扫描控制模块(17)电连接。
2.如权利要求1所述的具有3D扫描功能的桌面级3D打印机，其特征在于，所述人机界面(2)包括信号指示灯(3)和操控界面(4)，所述信号指示灯(3)为双色指示灯，所述操控界面(4)为触摸显示屏。
3.如权利要求2所述的具有3D扫描功能的桌面级3D打印机，其特征在于，所述触摸显示屏为液晶显示屏，所述触摸显示屏为电容感应式触摸屏。
4.如权利要求1所述的具有3D扫描功能的桌面级3D打印机，其特征在于，所述打印位移组件包括第一水平位移单元(5)和第二水平位移单元(6)，所述第一水平位移单元(5)与第二水平位移单元(6)相互垂直，所述第一水平位移单元(5)位于第二水平位移单元(6)的下方，所述打印头(7)设置在第二水平位移单元(6)的下方。
5.如权利要求4所述的具有3D扫描功能的桌面级3D打印机，其特征在于，所述第一水平位移单元(5)和第二水平位移单元(6)均与打印位移模块(16)电连接。
6.如权利要求1所述的具有3D扫描功能的桌面级3D打印机，其特征在于，所述扫描位移组件包括两个垂直位移单元(8)和周向位移单元(9)，所述垂直位移单元(8)垂直设置在打印工作仓内且位于打印工作仓的两侧，所述周向位移单元(9)位于两个垂直位移单元(8)的中间且与垂直位移单元(8)传动连接，所述扫描摄像头(10)设置在周向位移单元(9)上且与周向位移单元(9)传动连接。
7.如权利要求6所述的具有3D扫描功能的桌面级3D打印机，其特征在于，所述垂直位移单元(8)和周向位移单元(9)均与扫描位移模块(18)电连接。
8.如权利要求1所述的具有3D扫描功能的桌面级3D打印机，其特征在于，所述底座(11)的下方设有防震海绵(12)。
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