CN105729808B - 一种基于物联网的智能桌面3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的智能桌面3D打印机，包括底座、两根竖直设置在底座的上方且位于底座的两端的立柱、架设在立柱顶端的横梁、和设置在横梁下方的打印机构，该基于物联网的智能桌面3D打印机通过无线通讯模块能够保证用户对打印机进行远程操控，从而实现了打印机的智能化；通过驱动轮实现了对两个进料组件的均匀有规律地进料，实现了对材料加入的可靠性和精确，从而保证了打印机打印的可靠性；同时通过定时模块能够对进料的数量进行进一步精确控制，从而进一步提高了打印机的可靠性，不仅如此，在定时电路采用了双时基集成电路，其具有性能稳定且价格便宜的特点，从而降低了该打印机的生产成本，提高了其市场竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于物联网的智能桌面3D打印机。
背景技术
3D打印机原理在于它是以一种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。
在3D打印机的工作过程中，需要对其进料进行精确控制。很多时候，打印机都是采用一种材料进行打印，而面对两种打印材料时，这些3D打印机由于结构的局限性无法满足要求。少数3D打印机能够市场两种打印材料的混合，但是由于其内部结构复杂，通过高精度的传感器和电磁阀进行控制，这样大大提高了打印机的生产成本，降低其市场竞争力。
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，提供一种结构简单和生产成本低的基于物联网的智能桌面3D打印机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的智能桌面3D打印机，包括底座、两根竖直设置在底座的上方且位于底座的两端的立柱、架设在立柱顶端的横梁、和设置在横梁下方的打印机构；
所述打印机构包括竖向移动机构、横向移动机构和打印组件，所述竖向移动机构包括支架和两个竖向设置在横梁下方的气缸，所述气缸通过气缸的活塞杆与支架传动连接，所述支架的竖向截面为U形，所述U形的开口朝下，所述横向移动机构包括两个伸缩电机和两个伸缩杆，两个伸缩电机分别水平设置在U形开口处的两端，所述伸缩电机的数量与伸缩杆的数量一致且一一对应，两个伸缩电机位于打印组件的两侧，所述伸缩电机通过对应的伸缩杆与打印组件传动连接；
所述打印组件包括加热装置、打印喷头和两根进料管，所述伸缩电机通过对应的伸缩杆与加热装置传动连接，所述打印喷头竖直固定在加热装置的下方，两根进料管均设置在加热装置的上方；
所述支架内设有进料机构，所述加热装置通过进料管与进料机构连通，所述进料机构包括驱动组件和两个位于驱动组件两侧的进料组件，所述驱动组件包括驱动轮和两个位于驱动轮两侧的传动组件，所述传动组件包括驱动杆、水平设置的传动杆和推杆，两根驱动杆位于驱动轮的两侧且均竖向设置，所述驱动轮的直径等于两根驱动杆之间的距离，所述驱动轮的外周上设有若干主动齿，各主动齿沿驱动轮的圆心分布在驱动轮的半圆面上，所述驱动杆上且靠近驱动轮的一侧设有若干从动齿，所述从动齿与驱动轮的主动齿相啮合，所述驱动杆上的从动齿形成齿条，所述齿条的长度等于驱动轮的圆周的周长的一半，所述传动杆的一端固定在驱动杆上且远离驱动轮的一侧，所述传动杆的另一端与推杆固定，所述推杆垂直设置，所述进料组件包括进料管道、设置在进料管道上方的储料仓和设置在进料管道底部的出料口，所述进料组件的数量与进料管的数量一致且一一对应，所述进料管道通过出料口与对应的进料管连通，所述进料管道内壁的两侧均设有挡板，所述挡板位于传动杆上方，所述推杆位于进料管道的内部，两个挡板之间形成缺口，所述缺口上设有玻璃球；
所述底座内设有无线通讯模块和定时模块，所述定时模块包括定时电路，所述定时电路包括集成电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容，所述集成电路的型号为NE556，两个所述集成电路的重置端和集成电路的电源端均外接5V直流电压电源，所述集成电路的接地端接地，两个所述集成电路的控制端分别通过第一电容和第二电容接地，所述集成电路的第一阀值端和第一放电端连接，所述集成电路的第一阀值端通过第二电阻外接5V直流电压电源，所述集成电路的第一阀值端通过第四电容接地，所述集成电路的第一触发端通过第一电阻外接5V直流电压电源，所述集成电路的第一触发端与第三电容连接，所述集成电路的第二阀值端和第二放电端连接，所述集成电路的第二阀值端通过第三电阻外接5V直流电压电源，所述集成电路的第二阀值端通过第五电容接地，所述集成电路的第二触发端通过第四电阻外接5V直流电压电源，所述集成电路的第二触发端通过第六电容与集成电路的第二输出端连接。
具体地，为了保证在打印时，对产品的温度进行实时监控，所述底座上设有工作台，所述工作台中设有若干温度传感器。
具体地，所述进料管为软管。
具体地，为了提高打印机的可持续工作能力，所述底座内设有蓄电池，所述蓄电池为三氟锂电池。
具体地，为了保证推杆能够顺利的进行管理出料，所述推杆的宽度等于缺口的宽度。
具体地，为了保证玻璃球能够提高进出料的可靠性，所述玻璃球的直径大于缺口的宽度。
具体地，为了提高打印机的智能化，所述底座内设有PLC，所述无线通讯模块和定时模块均与PLC电连接。
具体地，所述无线通讯模块通过WIFI传输无线信号。
具体地，为了提高打印机的实用性，所述加热装置上设有信号指示灯。
本发明的有益效果是，该基于物联网的智能桌面3D打印机通过无线通讯模块能够保证用户对打印机进行远程操控，从而实现了打印机的智能化；通过驱动轮实现了对两个进料组件的均匀有规律地进料，实现了对材料加入的可靠性和精确，从而保证了打印机打印的可靠性；同时通过定时模块能够对进料的数量进行进一步精确控制，从而进一步提高了打印机的可靠性，不仅如此，在定时电路采用了双时基集成电路，其具有性能稳定且价格便宜的特点，从而降低了该打印机的生产成本，提高了其市场竞争力。
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是本发明基于物联网的智能桌面3D打印机的结构示意图；
图2是本发明基于物联网的智能桌面3D打印机的进料机构的结构示意图；
图3是本发明基于物联网的智能桌面3D打印机的定时电路的电路原理图；
图中：1.横梁，2.立柱，3.底座，4.工作台，5.气缸，6.支架，7.加热装置，8.信号指示灯，9.进料管，10.打印喷头，11.伸缩杆，12.伸缩电机，13.驱动轮，14.主动齿，15.驱动杆，16.从动齿，17.传动杆，18.储料仓，19.玻璃球，20.挡板，21.推杆，22.出料口，23.进料管道，U1.集成电路，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，C1.第一电容，C2.第二电容，C3.第三电容，C4.第四电容，C5.第五电容，C6.第六电容。
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，一种基于物联网的智能桌面3D打印机，包括底座3、两根竖直设置在底座3的上方且位于底座3的两端的立柱2、架设在立柱2顶端的横梁1、和设置在横梁1下方的打印机构；
所述打印机构包括竖向移动机构、横向移动机构和打印组件，所述竖向移动机构包括支架6和两个竖向设置在横梁1下方的气缸5，所述气缸5通过气缸5的活塞杆与支架6传动连接，所述支架6的竖向截面为U形，所述U形的开口朝下，所述横向移动机构包括两个伸缩电机12和两个伸缩杆11，两个伸缩电机12分别水平设置在U形开口处的两端，所述伸缩电机12的数量与伸缩杆11的数量一致且一一对应，两个伸缩电机12位于打印组件的两侧，所述伸缩电机12通过对应的伸缩杆11与打印组件传动连接；
所述打印组件包括加热装置7、打印喷头10和两根进料管9，所述伸缩电机12通过对应的伸缩杆11与加热装置7传动连接，所述打印喷头10竖直固定在加热装置7的下方，两根进料管9均设置在加热装置7的上方；
所述支架6内设有进料机构，所述加热装置7通过进料管9与进料机构连通，所述进料机构包括驱动组件和两个位于驱动组件两侧的进料组件，所述驱动组件包括驱动轮13和两个位于驱动轮13两侧的传动组件，所述传动组件包括驱动杆15、水平设置的传动杆17和推杆21，两根驱动杆15位于驱动轮13的两侧且均竖向设置，所述驱动轮13的直径等于两根驱动杆15之间的距离，所述驱动轮13的外周上设有若干主动齿14，各主动齿14沿驱动轮13的圆心分布在驱动轮13的半圆面上，所述驱动杆15上且靠近驱动轮13的一侧设有若干从动齿16，所述从动齿16与驱动轮13的主动齿14相啮合，所述驱动杆15上的从动齿16形成齿条，所述齿条的长度等于驱动轮13的圆周的周长的一半，所述传动杆17的一端固定在驱动杆15上且远离驱动轮13的一侧，所述传动杆17的另一端与推杆21固定，所述推杆21垂直设置，所述进料组件包括进料管道23、设置在进料管道23上方的储料仓18和设置在进料管道23底部的出料口22，所述进料组件的数量与进料管9的数量一致且一一对应，所述进料管道23通过出料口22与对应的进料管9连通，所述进料管道23内壁的两侧均设有挡板20，所述挡板20位于传动杆17上方，所述推杆21位于进料管道23的内部，两个挡板20之间形成缺口，所述缺口上设有玻璃球19；
所述底座3内设有无线通讯模块和定时模块，所述定时模块包括定时电路，所述定时电路包括集成电路U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6，所述集成电路U1的型号为NE556，两个所述集成电路U1的重置端和集成电路U1的电源端均外接5V直流电压电源，所述集成电路U1的接地端接地，两个所述集成电路U1的控制端分别通过第一电容C1和第二电容C2接地，所述集成电路U1的第一阀值端和第一放电端连接，所述集成电路U1的第一阀值端通过第二电阻R2外接5V直流电压电源，所述集成电路U1的第一阀值端通过第四电容C4接地，所述集成电路U1的第一触发端通过第一电阻R1外接5V直流电压电源，所述集成电路U1的第一触发端与第三电容C3连接，所述集成电路U1的第二阀值端和第二放电端连接，所述集成电路U1的第二阀值端通过第三电阻R3外接5V直流电压电源，所述集成电路U1的第二阀值端通过第五电容C5接地，所述集成电路U1的第二触发端通过第四电阻R4外接5V直流电压电源，所述集成电路U1的第二触发端通过第六电容C6与集成电路U1的第二输出端连接。
具体地，为了保证在打印时，对产品的温度进行实时监控，所述底座3上设有工作台4，所述工作台4中设有若干温度传感器。
具体地，所述进料管9为软管。
具体地，为了提高打印机的可持续工作能力，所述底座3内设有蓄电池，所述蓄电池为三氟锂电池。
具体地，为了保证推杆21能够顺利的进行管理出料，所述推杆21的宽度等于缺口的宽度。
具体地，为了保证玻璃球19能够提高进出料的可靠性，所述玻璃球19的直径大于缺口的宽度。
具体地，为了提高打印机的智能化，所述底座3内设有PLC，所述无线通讯模块和定时模块均与PLC电连接。
具体地，所述无线通讯模块通过WIFI传输无线信号。
具体地，为了提高打印机的实用性，所述加热装置7上设有信号指示灯8。
该基于物联网的智能桌面3D打印机中，气缸5控制支架6的上升和下降，从而实现了打印喷头10的竖向移动，伸缩电机12通过伸缩杆11实现了打印喷头10横向移动，从而实现了打印喷头10的多角度的调节能力；进料机构则通过进料管9向加热装置7内加入设定比例的材料，经过加热装置7加热，再通过打印喷头10打印，保证了打印的可靠性，其中，驱动轮13旋转的时候，由于齿条的长度等于驱动轮13的圆周的周长的一半，就会分别对两侧的驱动杆15进行传动，通过驱动杆15就会通过对应的传动杆17来控制推杆21的上下移动，再由推杆21不断有规律地推起玻璃球19，则保证了储料仓18内的材料通过进料管道23从出料口22流出；该进料机构通过驱动轮13实现了对两个进料组件的均匀有规律地进料，实现了对材料加入的可靠性和精确，从而保证了打印机打印的可靠性。
该基于物联网的智能桌面3D打印机中，通过无线通讯模块能够保证用户对打印机进行远程操控，从而实现了打印机的智能化；通过定时模块能够对进料的数量进行进一步精确控制，从而进一步提高了打印机的可靠性，其中，定时电路中，集成电路U1的型号为NE556，是双时基集成电路，集成电路U1的第一触发端、第一阀值端和第一放电端都在第一个时基集成电路，集成电路U1的第二触发端、第二阀值端和第二放电端都在第二个时基集成电路，通过第六电容C6耦合电容把集成电路U1的前半部分输出送到后半部分输入，给出等于单个延迟之和的总延迟。将集成电路U1的第一触发端瞬间接地可以启动定时器的前半部分。由第二电阻R2和第四电容C4确定的时间间隔后，第二个定时器开始延时，其值决定于第三电阻R3和第五电容C5。该定时电路采用了双时基集成电路，型号为NE556，其具有性能稳定且价格便宜的特点，从而降低了该打印机的生产成本，提高了其市场竞争力。
与现有技术相比，该基于物联网的智能桌面3D打印机通过无线通讯模块能够保证用户对打印机进行远程操控，从而实现了打印机的智能化；通过驱动轮13实现了对两个进料组件的均匀有规律地进料，实现了对材料加入的可靠性和精确，从而保证了打印机打印的可靠性；同时通过定时模块能够对进料的数量进行进一步精确控制，从而进一步提高了打印机的可靠性，不仅如此，在定时电路采用了双时基集成电路，其具有性能稳定且价格便宜的特点，从而降低了该打印机的生产成本，提高了其市场竞争力。
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 (9)
1.一种基于物联网的智能桌面3D打印机，其特征在于，包括底座（3）、两根竖直设置在底座（3）的上方且位于底座（3）的两端的立柱（2）、架设在立柱（2）顶端的横梁（1）、和设置在横梁（1）下方的打印机构；
所述打印机构包括竖向移动机构、横向移动机构和打印组件，所述竖向移动机构包括支架（6）和两个竖向设置在横梁（1）下方的气缸（5），所述气缸（5）通过气缸（5）的活塞杆与支架（6）传动连接，所述支架（6）的竖向截面为U形，所述U形的开口朝下，所述横向移动机构包括两个伸缩电机（12）和两个伸缩杆（11），两个伸缩电机（12）分别水平设置在U形开口处的两端，所述伸缩电机（12）的数量与伸缩杆（11）的数量一致且一一对应，两个伸缩电机（12）位于打印组件的两侧，所述伸缩电机（12）通过对应的伸缩杆（11）与打印组件传动连接；
所述打印组件包括加热装置（7）、打印喷头（10）和两根进料管（9），所述伸缩电机（12）通过对应的伸缩杆（11）与加热装置（7）传动连接，所述打印喷头（10）竖直固定在加热装置（7）的下方，两根进料管（9）均设置在加热装置（7）的上方；
所述支架（6）内设有进料机构，所述加热装置（7）通过进料管（9）与进料机构连通，所述进料机构包括驱动组件和两个位于驱动组件两侧的进料组件，所述驱动组件包括驱动轮（13）和两个位于驱动轮（13）两侧的传动组件，所述传动组件包括驱动杆（15）、水平设置的传动杆（17）和推杆（21），两根驱动杆（15）位于驱动轮（13）的两侧且均竖向设置，所述驱动轮（13）的直径等于两根驱动杆（15）之间的距离，所述驱动轮（13）的外周上设有若干主动齿（14），各主动齿（14）沿驱动轮（13）的圆心分布在驱动轮（13）的半圆面上，所述驱动杆（15）上且靠近驱动轮（13）的一侧设有若干从动齿（16），所述从动齿（16）与驱动轮（13）的主动齿（14）相啮合，所述驱动杆（15）上的从动齿（16）形成齿条，所述齿条的长度等于驱动轮（13）的圆周的周长的一半，所述传动杆（17）的一端固定在驱动杆（15）上且远离驱动轮（13）的一侧，所述传动杆（17）的另一端与推杆（21）固定，所述推杆（21）垂直设置，所述进料组件包括进料管道（23）、设置在进料管道（23）上方的储料仓（18）和设置在进料管道（23）底部的出料口（22），所述进料组件的数量与进料管（9）的数量一致且一一对应，所述进料管道（23）通过出料口（22）与对应的进料管（9）连通，所述进料管道（23）内壁的两侧均设有挡板（20），所述挡板（20）位于传动杆（17）上方，所述推杆（21）位于进料管道（23）的内部，两个挡板（20）之间形成缺口，所述缺口上设有玻璃球（19）；
所述底座（3）内设有无线通讯模块和定时模块，所述定时模块包括定时电路，所述定时电路包括集成电路（U1）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）、第五电容（C5）和第六电容（C6），所述集成电路（U1）的型号为NE556，两个所述集成电路（U1）的重置端和集成电路（U1）的电源端均外接5V直流电压电源，所述集成电路（U1）的接地端接地，两个所述集成电路（U1）的控制端分别通过第一电容（C1）和第二电容（C2）接地，所述集成电路（U1）的第一阀值端和第一放电端连接，所述集成电路（U1）的第一阀值端通过第二电阻（R2）外接5V直流电压电源，所述集成电路（U1）的第一阀值端通过第四电容（C4）接地，所述集成电路（U1）的第一触发端通过第一电阻（R1）外接5V直流电压电源，所述集成电路（U1）的第一触发端与第三电容（C3）连接，所述集成电路（U1）的第二阀值端和第二放电端连接，所述集成电路（U1）的第二阀值端通过第三电阻（R3）外接5V直流电压电源，所述集成电路（U1）的第二阀值端通过第五电容（C5）接地，所述集成电路（U1）的第二触发端通过第四电阻（R4）外接5V直流电压电源，所述集成电路（U1）的第二触发端通过第六电容（C6）与集成电路（U1）的第二输出端连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述底座（3）上设有工作台（4），所述工作台（4）中设有若干温度传感器。
3.如权利要求1所述的基于物联网的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述进料管（9）为软管。
4.如权利要求1所述的基于物联网的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述底座（3）内设有蓄电池，所述蓄电池为三氟锂电池。
5.如权利要求1所述的基于物联网的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述推杆（21）的宽度等于缺口的宽度。
6.如权利要求1所述的基于物联网的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述玻璃球（19）的直径大于缺口的宽度。
7.如权利要求1所述的基于物联网的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述底座（3）内设有PLC，所述无线通讯模块和定时模块均与PLC电连接。
8.如权利要求1所述的基于物联网的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述无线通讯模块通过WIFI传输无线信号。
9.如权利要求1所述的基于物联网的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述加热装置（7）上设有信号指示灯（8）。
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