CN107097412A - 一种基于物联网的3d打印装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的3D打印装置，包括柜体、柜门、打印机构、自锁机构、工作台和中控机构，自锁机构包括固定轴、第一齿轮、第二齿轮、传动杆和自锁组件，自锁组件包括第三齿轮、转动圆盘、连接杆和自锁杆，工作电源模块包括工作电源电路，工作电源电路包括集成电路、第一电容、第二电容、拨动开关、第一电阻、第二电阻和可调电阻，集成电路的型号为LM2931，该基于物联网的3D打印装置中，通过自锁机构能够实现柜门与柜体的可靠密封连接，从而能够提高了装置打印的可靠性；不仅如此，在工作电源电路中，通过对输出电压进行取样反馈，再调节可调电阻的阻值，就能够实现工作电源电压的稳定调节，从而提高了装置的实用性。

Description

一种基于物联网的3D打印装置

技术领域

本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种基于物联网的3D打印装置。

背景技术

3D打印机(3D Printers)简称(3DP)是一位名为恩里科·迪尼(Enrico Dini)的发明家设计的一种神奇的打印机，它不仅可以“打印”一幢完整的建筑，甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品的形状。

2016年2月3日讯，中国科学院福建物质结构研究所3D打印工程技术研发中心林文雄课题组在国内首次突破了可连续打印的三维物体快速成型关键技术，并开发出了一款超级快速的连续打印的数字投影(DLP)3D打印机。该3D打印机的速度达到了创记录的600mm/s，可以在短短6分钟内，从树脂槽中“拉”出一个高度为60mm的三维物体，而同样物体采用传统的立体光固化成型工艺(SLA)来打印则需要约10个小时，速度提高了足足有100倍！3D打印实现太空工业化。

在现有的3D打印装置中，在装置进行工作的时候，由于缺少可靠的柜门关闭的机构，从而容易使得内部的温度不稳定，这样就降低了打印的可靠性；不仅如此，在装置工作的过程中，需要内部的工作电源电路输出稳定的工作电压，但是会因为内部的工作电源电路缺少电源输出可调的能力，从而就影响了装置的实用性。

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，提供一种基于物联网的3D打印装置。

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3D打印装置，包括柜体、柜门、打印机构、自锁机构、工作台和中控机构，所述柜门设置在柜体上，所述中控机构设置在柜门上，所述自锁机构设置在柜体上且与柜门连接，所述工作台设置在柜体内部的底部；

所述自锁机构包括固定轴、第一齿轮、第二齿轮、传动杆和两个自锁组件，所述第一齿轮通过固定轴设置在柜体的内部，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮设置在传动杆的中部，传动杆竖向设置，所述传动杆的上下两端均设有螺纹，所述传动杆两端的螺纹关于传动杆的水平中心轴线对称；

所述自锁组件关于传动杆的水平中心轴线对称，所述自锁组件包括第三齿轮、转动圆盘、连接杆和自锁杆，所述第三齿轮与螺纹匹配，所述第三齿轮通过转动圆盘与连接杆传动连接，所述自锁杆设置在连接杆的一端且靠近另一个自锁杆；

其中，工作人员通过转动第一齿轮，则第一齿轮就会绕着固定轴开始旋转，随后第一齿轮与第二齿轮发生啮合，则第二齿轮就会来控制传动杆转动，则传动杆两端的螺纹就会与两端对应的第三齿轮发生匹配，则第三齿轮就会发生转动，第三齿轮来实现转动圆盘的旋转，随后两个连接杆就会控制对应的自锁杆来对柜门进行自锁，从而能够提高了装置的可靠性。

所述中控机构包括面板和中控组件，所述中控组件设置在面板的内部，所述面板上还设有显示界面、控制按键和状态指示灯，所述中控组件包括中央控制模块、与中央控制模块连接的温度检测模块、电机控制模块、无线通讯模块、打印控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为PLC，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路、第一电容、第二电容、拨动开关、第一电阻、第二电阻和可调电阻，所述集成电路的型号为LM2931，所述集成电路的电源输入端外接5V直流电压电源，所述集成电路的电源输入端通过第一电容接地，所述集成电路的电源输入端与第一电阻连接，所述拨动开关为单极双位拨动拨动开关，所述拨动开关的公共端与集成电路的拨动开关端连接，所述拨动开关设有两个连接端，其中一个连接端通过第一电阻外接5V直流电压电源，另一个连接端接地，所述集成电路的接地端接地，所述集成电路的电源输出端通过第二电阻和可调电阻组成的串联电路接地，所述集成电路的电源输出端通过第二电容接地，所述集成电路的可调端分别与第二电阻和可调电阻连接，所述可调电阻的可调端接地。

其中，中央控制模块，用来对3D打印装置进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块是PLC，也能够是单片机，实现了对3D打印装置中的各个模块进行智能化控制，提高了3D打印装置的智能化；温度检测模块，用来进行温度检测的模块，在这里，通过对温度传感器的检测数据进行实时分析，从而能够对装置内部的温度进行实时监控；电机控制模块，用来实现电机控制的模块，在这里，通过对第一电机和第二电机进行智能化控制，实现了打印的可靠运行；无线通讯模块，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对3D打印装置的信息进行远程监控，实现了3D打印装置的智能化；打印控制模块，用来控制打印的模块，在这里，通过对打印喷头进行控制，从而就能够实现3D打印装置的可靠打印；显示控制模块，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面进行控制，能够对3D打印装置的工作信息进行实时显示，提高了3D打印装置的实用性；按键控制模块，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键的操控信息进行采集，从而能够对3D打印装置进行实施现场操控，提高了3D打印装置的可操作性；状态指示模块，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯的亮暗控制，能够对3D打印装置的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给3D打印装置内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了3D打印装置的可靠性。

其中，在工作电源电路中，集成电路的电源输入端首先经过第一电容对输入电压进行过滤以后，再经过集成电路内部的稳压，随后由集成电路的电源输出端输出设定的工作电源电压，同时通过第二电阻和可调电阻对输出电压进行取样，再由集成电路的可调端对取样电压进行采集，从而能够实现电源电压的调节，提高了装置的实用性，而且，集成电路的开关端通过拨动开关，能够实现电源电压的控制输出，从而提高了装置的实用性。

具体的，所述打印机构包括打印组件、水平移动组件和竖向移动组件，所述竖向移动组件通过水平移动组件与打印组件传动连接。

具体的，所述竖向移动组件包括第一电机、第一驱动轴和升降板，所述第一电机设置在柜体的内部的顶部，所述第一电机通过第一驱动轴与升降板传动连接，所述第一电机与电机控制模块电连接。

具体的，所述水平移动组件包括第二电机和第二驱动轴，所述第二电机水平设置在升降板的下端面，所述第二电机通过第二驱动轴与打印组件传动连接，所述第二电机与电机控制模块电连接。

具体的，所述打印组件包括外框和若干打印喷头，所述打印喷头均匀设置在外框的内部，所述打印喷头与打印控制模块电连接，所述打印喷头的中心点连接线与第二驱动轴的移动方向垂直。

其中，第一电机通过第一驱动轴来控制升降板的升降，实现了打印喷头的竖向移动；第二电机通过第二驱动轴实现了打印喷头的水平移动；同时，各打印喷头打印喷头的中心点连接线与第二驱动轴的移动方向垂直，从喷头中喷出，从而能够实现产品的3D打印。

具体的，所述显示界面为液晶显示屏。

具体的，所述控制按键为轻触按键。

具体的，所述状态指示灯包括双色发光二极管。

具体的，所述面板的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

具体的，为了对柜体内部的温度进行实时监控，所述柜体的内部还设有温度传感器，所述温度传感器与温度检测模块电连接。

本发明的有益效果是，该基于物联网的3D打印装置中，通过自锁机构能够实现柜门与柜体的可靠密封连接，从而能够提高了装置打印的可靠性；不仅如此，在工作电源电路中，通过对输出电压进行取样反馈，再调节可调电阻的阻值，就能够实现工作电源电压的稳定调节，从而提高了装置的实用性。

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是本发明的基于物联网的3D打印装置的结构示意图；

图2是本发明的基于物联网的3D打印装置的中控机构的结构示意图；

图3是本发明的基于物联网的3D打印装置的自锁机构的结构示意图；

图4是本发明的基于物联网的3D打印装置的打印机构的结构示意图；

图5是本发明的基于物联网的3D打印装置的打印组件的结构示意图；

图6是本发明的基于物联网的3D打印装置的系统原理图；

图7是本发明的基于物联网的3D打印装置的工作电源电路的电路原理图；

图中：1.柜体，2.柜门，3.打印机构，4.工作台，5.自锁机构，6.面板，7.显示界面，8.控制按键，9.状态指示灯，10.固定轴，11.第一齿轮，12.传动杆，13.第二齿轮，14.第三齿轮，15.转动圆盘，16.连接杆，17.自锁杆，18.第一电机，19.第一驱动轴，20.升降板，21.第二电机，22.第二驱动轴，23.打印组件，24.外框，25.打印喷头，26.中央控制模块，27.温度检测模块，28.电机控制模块，29.无线通讯模块，30.打印控制模块，31.显示控制模块，32.按键控制模块，33.状态指示模块，34.工作电源模块，35.蓄电池，36.温度传感器，U1.集成电路，C1.第一电容，C2.第二电容，R1.第一电阻，R2.第二电阻，RP1.可调电阻，S1.拨动开关。

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7所示，一种基于物联网的3D打印装置，包括柜体1、柜门2、打印机构3、自锁机构5、工作台4和中控机构，所述柜门2设置在柜体1上，所述中控机构设置在柜门2上，所述自锁机构5设置在柜体1上且与柜门2连接，所述工作台4设置在柜体1内部的底部；

所述自锁机构5包括固定轴10、第一齿轮11、第二齿轮13、传动杆12和两个自锁组件，所述第一齿轮11通过固定轴10设置在柜体1的内部，所述第一齿轮11与第二齿轮13啮合，所述第二齿轮13设置在传动杆12的中部，传动杆12竖向设置，所述传动杆12的上下两端均设有螺纹，所述传动杆12两端的螺纹关于传动杆12的水平中心轴线对称；

所述自锁组件关于传动杆12的水平中心轴线对称，所述自锁组件包括第三齿轮14、转动圆盘15、连接杆16和自锁杆17，所述第三齿轮14与螺纹匹配，所述第三齿轮14通过转动圆盘15与连接杆16传动连接，所述自锁杆17设置在连接杆16的一端且靠近另一个自锁杆17；

其中，工作人员通过转动第一齿轮11，则第一齿轮11就会绕着固定轴10开始旋转，随后第一齿轮11与第二齿轮13发生啮合，则第二齿轮13就会来控制传动杆12转动，则传动杆12两端的螺纹就会与两端对应的第三齿轮14发生匹配，则第三齿轮14就会发生转动，第三齿轮14来实现转动圆盘15的旋转，随后两个连接杆16就会控制对应的自锁杆17来对柜门2进行自锁，从而能够提高了装置的可靠性。

所述中控机构包括面板6和中控组件，所述中控组件设置在面板6的内部，所述面板6上还设有显示界面7、控制按键8和状态指示灯9，所述中控组件包括中央控制模块26、与中央控制模块26连接的温度检测模块27、电机控制模块28、无线通讯模块29、打印控制模块30、显示控制模块31、按键控制模块32、状态指示模块33和工作电源模块34，所述中央控制模块26为PLC，所述显示界面7与显示控制模块31电连接，所述控制按键8与按键控制模块32电连接，所述状态指示灯9与状态指示模块33电连接；

所述工作电源模块34包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路U1、第一电容C1、第二电容C2、拨动开关S1、第一电阻R1、第二电阻R2和可调电阻RP1，所述集成电路U1的型号为LM2931，所述集成电路U1的电源输入端外接5V直流电压电源，所述集成电路U1的电源输入端通过第一电容C1接地，所述集成电路U1的电源输入端与第一电阻R1连接，所述拨动开关S1为单极双位拨动拨动开关，所述拨动开关S1的公共端与集成电路U1的拨动开关S1端连接，所述拨动开关S1设有两个连接端，其中一个连接端通过第一电阻R1外接5V直流电压电源，另一个连接端接地，所述集成电路U1的接地端接地，所述集成电路U1的电源输出端通过第二电阻R2和可调电阻RP1组成的串联电路接地，所述集成电路U1的电源输出端通过第二电容C2接地，所述集成电路U1的可调端分别与第二电阻R2和可调电阻RP1连接，所述可调电阻RP1的可调端接地。

其中，中央控制模块26，用来对3D打印装置进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块26是PLC，也能够是单片机，实现了对3D打印装置中的各个模块进行智能化控制，提高了3D打印装置的智能化；温度检测模块27，用来进行温度检测的模块，在这里，通过对温度传感器36的检测数据进行实时分析，从而能够对装置内部的温度进行实时监控；电机控制模块28，用来实现电机控制的模块，在这里，通过对第一电机18和第二电机21进行智能化控制，实现了打印的可靠运行；无线通讯模块29，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对3D打印装置的信息进行远程监控，实现了3D打印装置的智能化；打印控制模块30，用来控制打印的模块，在这里，通过对打印喷头25进行控制，从而就能够实现3D打印装置的可靠打印；显示控制模块31，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面7进行控制，能够对3D打印装置的工作信息进行实时显示，提高了3D打印装置的实用性；按键控制模块32，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键8的操控信息进行采集，从而能够对3D打印装置进行实施现场操控，提高了3D打印装置的可操作性；状态指示模块33，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯9的亮暗控制，能够对3D打印装置的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块34，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给3D打印装置内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了3D打印装置的可靠性。

其中，在工作电源电路中，集成电路U1的电源输入端首先经过第一电容C1对输入电压进行过滤以后，再经过集成电路U1内部的稳压，随后由集成电路U1的电源输出端输出设定的工作电源电压，同时通过第二电阻R2和可调电阻RP1对输出电压进行取样，再由集成电路U1的可调端对取样电压进行采集，从而能够实现电源电压的调节，提高了装置的实用性，而且，集成电路U1的开关端通过拨动开关S1，能够实现电源电压的控制输出，从而提高了装置的实用性。

具体的，所述打印机构3包括打印组件23、水平移动组件和竖向移动组件，所述竖向移动组件通过水平移动组件与打印组件23传动连接。

具体的，所述竖向移动组件包括第一电机18、第一驱动轴19和升降板20，所述第一电机18设置在柜体的内部的顶部，所述第一电机18通过第一驱动轴19与升降板20传动连接，所述第一电机18与电机控制模块28电连接。

具体的，所述水平移动组件包括第二电机21和第二驱动轴22，所述第二电机21水平设置在升降板20的下端面，所述第二电机21通过第二驱动轴22与打印组件23传动连接，所述第二电机21与电机控制模块28电连接。

具体的，所述打印组件23包括外框24和若干打印喷头25，所述打印喷头25均匀设置在外框24的内部，所述打印喷头25与打印控制模块30电连接，所述打印喷头25的中心点连接线与第二驱动轴22的移动方向垂直。

其中，第一电机18通过第一驱动轴19来控制升降板20的升降，实现了打印喷头25的竖向移动；第二电机21通过第二驱动轴22实现了打印喷头25的水平移动；同时，各打印喷头25打印喷头25的中心点连接线与第二驱动轴22的移动方向垂直，从喷头中喷出，从而能够实现产品的3D打印。

具体的，所述显示界面7为液晶显示屏。

具体的，所述控制按键8为轻触按键。

具体的，所述状态指示灯9包括双色发光二极管。

具体的，所述面板6的内部还设有蓄电池35，所述蓄电池35与工作电源模块34电连接。

具体的，为了对柜体1内部的温度进行实时监控，所述柜体1的内部还设有温度传感器36，所述温度传感器36与温度检测模块27电连接。

与现有技术相比，该基于物联网的3D打印装置中，通过自锁机构5能够实现柜门2与柜体1的可靠密封连接，从而能够提高了装置打印的可靠性；不仅如此，在工作电源电路中，通过对输出电压进行取样反馈，再调节可调电阻RP1的阻值，就能够实现工作电源电压的稳定调节，从而提高了装置的实用性。

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 (10)

1.一种基于物联网的3D打印装置，其特征在于，包括柜体、柜门、打印机构、自锁机构、工作台和中控机构，所述柜门设置在柜体上，所述中控机构设置在柜门上，所述自锁机构设置在柜体上且与柜门连接，所述工作台设置在柜体内部的底部；

所述自锁机构包括固定轴、第一齿轮、第二齿轮、传动杆和两个自锁组件，所述第一齿轮通过固定轴设置在柜体的内部，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮设置在传动杆的中部，传动杆竖向设置，所述传动杆的上下两端均设有螺纹，所述传动杆两端的螺纹关于传动杆的水平中心轴线对称；

所述自锁组件关于传动杆的水平中心轴线对称，所述自锁组件包括第三齿轮、转动圆盘、连接杆和自锁杆，所述第三齿轮与螺纹匹配，所述第三齿轮通过转动圆盘与连接杆传动连接，所述自锁杆设置在连接杆的一端且靠近另一个自锁杆；

所述中控机构包括面板和中控组件，所述中控组件设置在面板的内部，所述面板上还设有显示界面、控制按键和状态指示灯，所述中控组件包括中央控制模块、与中央控制模块连接的温度检测模块、电机控制模块、无线通讯模块、打印控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为PLC，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路、第一电容、第二电容、拨动开关、第一电阻、第二电阻和可调电阻，所述集成电路的型号为LM2931，所述集成电路的电源输入端外接5V直流电压电源，所述集成电路的电源输入端通过第一电容接地，所述集成电路的电源输入端与第一电阻连接，所述拨动开关为单极双位拨动拨动开关，所述拨动开关的公共端与集成电路的拨动开关端连接，所述拨动开关设有两个连接端，其中一个连接端通过第一电阻外接5V直流电压电源，另一个连接端接地，所述集成电路的接地端接地，所述集成电路的电源输出端通过第二电阻和可调电阻组成的串联电路接地，所述集成电路的电源输出端通过第二电容接地，所述集成电路的可调端分别与第二电阻和可调电阻连接，所述可调电阻的可调端接地。

2.如权利要求1所述的基于物联网的3D打印装置，其特征在于，所述打印机构包括打印组件、水平移动组件和竖向移动组件，所述竖向移动组件通过水平移动组件与打印组件传动连接。

3.如权利要求2所述的基于物联网的3D打印装置，其特征在于，所述竖向移动组件包括第一电机、第一驱动轴和升降板，所述第一电机设置在柜体的内部的顶部，所述第一电机通过第一驱动轴与升降板传动连接，所述第一电机与电机控制模块电连接。

4.如权利要求2所述的基于物联网的3D打印装置，其特征在于，所述水平移动组件包括第二电机和第二驱动轴，所述第二电机水平设置在升降板的下端面，所述第二电机通过第二驱动轴与打印组件传动连接，所述第二电机与电机控制模块电连接。

5.如权利要求4所述的基于物联网的3D打印装置，其特征在于，所述打印组件包括外框和若干打印喷头，所述打印喷头均匀设置在外框的内部，所述打印喷头与打印控制模块电连接，所述打印喷头的中心点连接线与第二驱动轴的移动方向垂直。

6.如权利要求1所述的基于物联网的3D打印装置，其特征在于，所述显示界面为液晶显示屏。

7.如权利要求1所述的基于物联网的3D打印装置，其特征在于，所述控制按键为轻触按键。

8.如权利要求1所述的基于物联网的3D打印装置，其特征在于，所述状态指示灯包括双色发光二极管。

9.如权利要求1所述的基于物联网的3D打印装置，其特征在于，所述面板的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

10.如权利要求1所述的基于物联网的3D打印装置，其特征在于，所述柜体的内部还设有温度传感器，所述温度传感器与温度检测模块电连接。