CN107283824B - 一种基于物联网的防拉丝的智能3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的防拉丝的智能3D打印机，包括送料机构、回抽机构、外壳、打印机构、喷涂机构、中控机构、托盘和底座，回抽机构包括驱动组件、夹持组件、第二支撑架、限位块和第一弹簧，驱动组件包括升降杆、第一齿轮、第一电机和驱动齿，夹持组件包括两个活动块、限位环和两个第二滑动块，喷涂机构包括第二电机、喷嘴、两个驱动轴、两个第三滑动块、两个第四滑动块、两个连接杆和移动杆，该基于物联网的防拉丝的智能3D打印机中，通过回抽机构实现了对料丝的回抽操作，实现了料丝的可控输出，减少了拉丝现象的发生，通过喷涂机构在托盘表面喷涂胶水，提高了打印材料在托盘上的附着性，减少了翘边现象的发生，提高了成品的质量。

Description

一种基于物联网的防拉丝的智能3D打印机

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防拉丝的智能3D打印机。

背景技术

3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品，通过逐层打印的方式来构造物体，将数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序，把产品一层层制造出来。

一般3D打印机在打印过程中,会持续送料，导致在不需要打印的地方，也有料送出，从而导致严重的拉丝现象，降低了打印成品的质量，不仅如此，一般3D打印机的打印材料在托盘上的附着度较差，在打印过程中容易出现翘边，影响3D打印成品的质量。

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防拉丝的智能3D打印机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的防拉丝的智能3D打印机，包括送料机构、回抽机构、外壳、打印机构、喷涂机构、中控机构、托盘和底座，所述外壳设置在底座的上方，所述送料机构设置在外壳的上方，所述打印机构设置在外壳的顶部，所述托盘设置在外壳内，所述喷涂机构设置在托盘的上方，所述送料机构、回抽机构、打印机构和喷涂机构均与中控机构电连接；

所述回抽机构包括驱动组件、夹持组件、第二支撑架、限位块和第一弹簧，所述驱动组件设置在第二支撑架的顶部，所述夹持组件设置在驱动组件的下方，所述限位块设置在第二支撑架上且位于夹持组件的下方，所述第一弹簧的一端设置在夹持组件上，所述第一弹簧的另一端设置在第二支撑架的底部；

所述驱动组件包括升降杆、第一齿轮、第一电机和驱动齿，所述第一电机设置在第二支撑架的上端，所述第一电机与第一齿轮传动连接，所述升降杆竖向设置在第二支撑架的顶部，所述升降杆上靠近第一齿轮的一侧设有驱动齿，所述驱动齿和第一齿轮啮合；

所述夹持组件包括两个活动块、限位环和两个第二滑动块，两个所述活动块均设置在升降杆的下方，两个活动块均位于限位环的内部，两个所述第二滑动块分别设置在限位环的两侧，两个所述第二滑动块均套设在第二支撑架上；

其中，打印嘴移动到不需要打印的地方时，通过第一电机驱动第一齿轮，从而驱动升降杆向上移动，升降杆同时拉动活动块向上移动，由于活动块的竖向截面为直角梯形，并且活动块位于限位环下方的部分，比位于限位环上方的部分宽，在活动块上移的过程中，由于第一弹簧通过第二滑动块给限位环一个向下的力，使限位环挤压活动块，使活动块在上移的同时向靠近料丝的方向水平移动，从而使两个活动块夹住料丝，将料丝向上拉起一端距离，当打印嘴移动到需要打印的地方时，通过第一电机驱动第一齿轮转动，从而驱动升降杆向下移动，从而驱动套在活动块上的限位环一起向下移动，当第二滑动块移动到限位块的位置时停止下降，活动块在继续下降的过程中从限位环中移出，从而使活动块恢复到原来的位置，使料丝可以继续输送到打印嘴处，有效减少了3D打印机拉丝现象的发生，提高了成品的质量；

所述喷涂机构包括第二电机、喷嘴、两个位于第二电机两端的驱动轴、两个第三滑动块、两个第四滑动块、两个连接杆和移动杆，所述第二电机与驱动轴传动连接，所述第四滑动块与驱动轴一一对应且套设在对应的驱动轴上，两个所述驱动轴上均设有外螺纹且螺纹方向相反，两个所述第四滑动块的内部均设有与对应驱动轴匹配的内螺纹，所述第四滑动块通过连接杆与对应的第三滑动块铰接，两个所述连接杆交叉设置且两个所述连接杆的中部铰接，所述移动杆设置在托盘的上方，所述移动杆的一侧设有第一导轨，两个所述第三滑动块均在第一导轨上滑动，所述喷嘴均匀设置在移动杆的一侧且远离第二电机。

其中，通过第二电机驱动两个驱动轴转动，由于两个驱动轴分别设置在第二电机的两端，并且两个驱动轴上的螺纹方向相反，在驱动轴转动的时候，两个第四滑动块会向不同方向移动，由于两个连接杆交叉设置且两个连接杆的中部铰接，从而通过连接杆使两个第三滑动块也向不同方向移动，从而通过移动杆上的第一导轨，给移动杆一个水平方向的力，使移动杆可以在托盘上左右移动，从而通过喷嘴将胶水均匀的喷洒到托盘上，从而使打印过程中，打印料更好的附着在托盘上，避免了翘边现象的发生，提高了成品的质量。

作为优选，为了使料丝持续不断的输送到打印嘴处，实现3D打印的打印功能，所述送料机构包括第一支撑架、料盘和料丝，所述料盘套设在第一支撑架上，所述料丝的一端卷绕在料盘上。

作为优选，为了实现料丝回抽的功能，减少拉丝现象的发生，所述活动块的竖向截面为直角梯形，所述直角梯形截面的直角边靠近料丝。

作为优选，所述打印机构包括第一滑动块、第二导轨、打印嘴、第一动力轴和第二动力轴，所述第二导轨的数量为四个，四个所述第二导轨分别设置在外壳的内壁且位于同一水平高度上，所述第一滑动块套设在第一动力轴上，所述第一滑动块还套设在第二动力轴上，所述打印嘴设置在第一滑动块的下方，所述第一动力轴和第二动力轴的两端均设有动力轮，所述动力轮与第二导轨连接；

其中，通过动力轮内部设置的电机驱动动力轮转动，四个动力轮分别设置在第一动力轴和第二动力轴的两端，通过动力轮的驱动使第一动力轴沿第二导轨前后运动，第二动力轴沿第二导轨左右运动，从而驱动套设在第一动力轴和第二动力轴上的第一滑动块实现同一平面内的前后左右的运动，从而带动打印嘴实现同一平面内的前后左右的运动，从而实现了3D打印机的打印功能。

作为优选，为了使第一滑动块能够实现在同一平面内前后左右无障碍运动，使3D打印机实现打印功能，所述第一动力轴和第二动力轴处于不同水平面上且相互垂直。

作为优选，所述中控机构包括面板、设置在面板上的触摸屏、控制按键和设置在底座内部的中控组件，所述中控组件包括中央控制模块、与中央控制模块电连接的无线通讯模块、工作电源模块、按键接收模块、显示控制模块和电机控制模块，所述控制按键与按键接收模块电连接，所述触摸屏与显示控制模块电连接，所第一电机和第二电机均与电机控制模块电连接；

其中，中央控制模块是用来控制的模块，中央控制模块不仅可以是PLC，还可以是单片机，通过中央控制模块对3D打印机各部件的控制，提高了3D打印机的智能化程度，工作电源模块是用来控制电源的模块，在这里，用来控制蓄电池给各部件供电，无线通讯模块是用来控制通讯的模块，在这里，通过天线来接收外部控制信号，按键接收模块是用来控制按键的模块，在这里，用来接收控制按键的控制信号，显示控制模块是用来控制显示的模块，在这里，用来控制触摸屏显示3D打印机的工作状态，电机控制模块是用来控制电机的模块，在这里，用来控制第一电机和第二电机的启停。

作为优选，为了延长3D打印机工作时间，所述底座的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

作为优选，为了实现3D打印机的远程控制，所述面板内部还设有天线，所述天线与无线通讯模块电连接。

作为优选，为了实现移动杆在托盘表面左右移动，两个所述驱动轴关于第二电机中心对称。

作为优选，为了延长托盘的使用寿命，所述托盘的材质为陶瓷。

本发明的有益效果是，该基于物联网的防拉丝的智能3D打印机中，通过回抽机构实现了对料丝的回抽操作，实现了料丝的可控输出，减少了拉丝现象的发生，不仅如此，通过喷涂机构在托盘表面喷涂胶水，提高了打印材料在托盘上的附着性，减少了翘边现象的发生，提高了成品的质量。

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防拉丝的智能3D打印机的结构示意图；

图2是本发明的基于物联网的防拉丝的智能3D打印机的回抽机构的结构示意图；

图3是本发明的基于物联网的防拉丝的智能3D打印机的喷涂机构的结构示意图；

图4是本发明的基于物联网的防拉丝的智能3D打印机的打印机构的结构示意图；

图5是本发明的基于物联网的防拉丝的智能3D打印机的电气控制原理图；

图中：1.第一支撑架，2.料盘，3.料丝，4.回抽机构，5.第一滑动块，6.打印嘴，7.打印机构，8.外壳，9.喷涂机构，10.托盘，11.控制按键，12.触摸屏，13.底座，14.第二支撑架，15.升降杆，16.驱动齿，17.第一齿轮，18.第一电机，19.活动块，20.限位环，21.第二滑动块，22.限位块，23.第一弹簧，24.喷嘴，25.移动杆，26.第一导轨，27.第三滑动块，28.连接杆，29.驱动轴，30.第四滑动块，31.第二电机，32.第二导轨，33.动力轮，34.第一动力轴，35.第二动力轴，36.天线，37.无线通讯模块，38.中央控制模块，39.显示控制模块，40.蓄电池，41.按键接收模块，42.工作电源模块，43.电机控制模块。

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5所示，一种基于物联网的防拉丝的智能3D打印机，包括送料机构、回抽机构4、外壳8、打印机构7、喷涂机构9、中控机构、托盘10和底座13，所述外壳8设置在底座13的上方，所述送料机构设置在外壳8的上方，所述打印机构7设置在外壳8的顶部，所述托盘10设置在外壳8内，所述喷涂机构9设置在托盘10的上方，所述送料机构、回抽机构4、打印机构7和喷涂机构9均与中控机构电连接；

所述回抽机构4包括驱动组件、夹持组件、第二支撑架14、限位块22和第一弹簧23，所述驱动组件设置在第二支撑架14的顶部，所述夹持组件设置在驱动组件的下方，所述限位块22设置在第二支撑架14上且位于夹持组件的下方，所述第一弹簧23的一端设置在夹持组件上，所述第一弹簧23的另一端设置在第二支撑架14的底部；

所述驱动组件包括升降杆15、第一齿轮17、第一电机18和驱动齿16，所述第一电机18设置在第二支撑架14的上端，所述第一电机18与第一齿轮17传动连接，所述升降杆15竖向设置在第二支撑架14的顶部，所述升降杆15上靠近第一齿轮17的一侧设有驱动齿16，所述驱动齿16和第一齿轮17啮合；

所述夹持组件包括两个活动块19、限位环20和两个第二滑动块21，两个所述活动块19均设置在升降杆15的下方，两个活动块19均位于限位环20的内部，两个所述第二滑动块21分别设置在限位环20的两侧，两个所述第二滑动块21均套设在第二支撑架14上；

其中，打印嘴6移动到不需要打印的地方时，通过第一电机18驱动第一齿轮17，从而驱动升降杆15向上移动，升降杆15同时拉动活动块19向上移动，由于活动块19的竖向截面为直角梯形，并且活动块19位于限位环20下方的部分，比位于限位环20上方的部分宽，在活动块19上移的过程中，由于第一弹簧23通过第二滑动块21给限位环20一个向下的力，使限位环20挤压活动块19，使活动块19在上移的同时向靠近料丝3的方向水平移动，从而使两个活动块19夹住料丝3，将料丝3向上拉起一端距离，当打印嘴6移动到需要打印的地方时，通过第一电机18驱动第一齿轮17转动，从而驱动升降杆15向下移动，从而驱动套在活动块19上的限位环20一起向下移动，当第二滑动块21移动到限位块22的位置时停止下降，活动块19在继续下降的过程中从限位环20中移出，从而使活动块19恢复到原来的位置，使料丝3可以继续输送到打印嘴6处，有效减少了3D打印机拉丝现象的发生，提高了成品的质量；

所述喷涂机构9包括第二电机31、喷嘴24、两个位于第二电机31两端的驱动轴29、两个第三滑动块27、两个第四滑动块30、两个连接杆28和移动杆25，所述第二电机31与驱动轴29传动连接，所述第四滑动块30与驱动轴29一一对应且套设在对应的驱动轴29上，两个所述驱动轴29上均设有外螺纹且螺纹方向相反，两个所述第四滑动块30的内部均设有与对应驱动轴29匹配的内螺纹，所述第四滑动块30通过连接杆28与对应的第三滑动块27铰接，两个所述连接杆28交叉设置且两个所述连接杆28的中部铰接，所述移动杆25设置在托盘10的上方，所述移动杆25的一侧设有第一导轨26，两个所述第三滑动块27均在第一导轨26上滑动，所述喷嘴24均匀设置在移动杆25的一侧且远离第二电机31。

其中，通过第二电机31驱动两个驱动轴29转动，由于两个驱动轴29分别设置在第二电机31的两端，并且两个驱动轴29上的螺纹方向相反，在驱动轴29转动的时候，两个第四滑动块30会向不同方向移动，由于两个连接杆28交叉设置且两个连接杆28的中部铰接，从而通过连接杆28使两个第三滑动块27也向不同方向移动，从而通过移动杆25上的第一导轨26，给移动杆25一个水平方向的力，使移动杆25可以在托盘10上左右移动，从而通过喷嘴24将胶水均匀的喷洒到托盘上，从而使打印过程中，打印料更好的附着在托盘10上，避免了翘边现象的发生，提高了成品的质量。

作为优选，为了使料丝3持续不断的输送到打印嘴6处，实现3D打印的打印功能，所述送料机构包括第一支撑架1、料盘2和料丝3，所述料盘2套设在第一支撑架1上，所述料丝3的一端卷绕在料盘2上。

作为优选，为了实现料丝3回抽的功能，减少拉丝现象的发生，所述活动块19的竖向截面为直角梯形，所述直角梯形截面的直角边靠近料丝3。

作为优选，所述打印机构7包括第一滑动块5、第二导轨32、打印嘴6、第一动力轴34和第二动力轴35，所述第二导轨32的数量为四个，四个所述第二导轨32分别设置在外壳8的内壁且位于同一水平高度上，所述第一滑动块5套设在第一动力轴34上，所述第一滑动块5还套设在第二动力轴35上，所述打印嘴6设置在第一滑动块5的下方，所述第一动力轴34和第二动力轴35的两端均设有动力轮33，所述动力轮33与第二导轨32连接；

其中，通过动力轮33内部设置的电机驱动动力轮33转动，四个动力轮33分别设置在第一动力轴34和第二动力轴35的两端，通过动力轮33的驱动使第一动力轴34沿第二导轨32前后运动，第二动力轴35沿第二导轨32左右运动，从而驱动套设在第一动力轴34和第二动力轴35上的第一滑动块5实现同一平面内的前后左右的运动，从而带动打印嘴6实现同一平面内的前后左右的运动，从而实现了3D打印机的打印功能。

作为优选，为了使第一滑动块5能够实现在同一平面内前后左右无障碍运动，使3D打印机实现打印功能，所述第一动力轴34和第二动力轴35处于不同水平面上且相互垂直。

作为优选，所述中控机构包括面板、设置在面板上的触摸屏12、控制按键11和设置在底座13内部的中控组件，所述中控组件包括中央控制模块38、与中央控制模块38电连接的无线通讯模块37、工作电源模块42、按键接收模块41、显示控制模块39和电机控制模块43，所述控制按键11与按键接收模块41电连接，所述触摸屏12与显示控制模块39电连接，所第一电机18和第二电机31均与电机控制模块43电连接；

其中，中央控制模块38是用来控制的模块，中央控制模块38不仅可以是PLC，还可以是单片机，通过中央控制模块38对3D打印机各部件的控制，提高了3D打印机的智能化程度，工作电源模块42是用来控制电源的模块，在这里，用来控制蓄电池40给各部件供电，无线通讯模块37是用来控制通讯的模块，在这里，通过天线36来接收外部控制信号，按键接收模块41是用来控制按键的模块，在这里，用来接收控制按键11的控制信号，显示控制模块39是用来控制显示的模块，在这里，用来控制触摸屏12显示3D打印机的工作状态，电机控制模块43是用来控制电机的模块，在这里，用来控制第一电机18和第二电机31的启停。

作为优选，为了延长3D打印机工作时间，所述底座13的内部还设有蓄电池40，所述蓄电池40与工作电源模块42电连接。

作为优选，为了实现3D打印机的远程控制，所述面板内部还设有天线36，所述天线36与无线通讯模块37电连接。

作为优选，为了实现移动杆25在托盘10表面左右移动，两个所述驱动轴29关于第二电机31中心对称。

作为优选，为了延长托盘的使用寿命，所述托盘10的材质为陶瓷。

与现有技术相比，该基于物联网的防拉丝的智能3D打印机中，通过回抽机构4实现了对料丝3的回抽操作，实现了料丝3的可控输出，减少了拉丝现象的发生，不仅如此，通过喷涂机构9在托盘10表面喷涂胶水，提高了打印材料在托盘10上的附着性，减少了翘边现象的发生，提高了成品的质量。

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防拉丝的智能3D打印机，其特征在于，包括送料机构、回抽机构(4)、外壳(8)、打印机构(7)、喷涂机构(9)、中控机构、托盘(10)和底座(13)，所述外壳(8)设置在底座(13)的上方，所述送料机构设置在外壳(8)的上方，所述打印机构(7)设置在外壳(8)的顶部，所述托盘(10)设置在外壳(8)内，所述喷涂机构(9)设置在托盘(10)的上方，所述送料机构、回抽机构(4)、打印机构(7)和喷涂机构(9)均与中控机构电连接；

所述回抽机构(4)包括驱动组件、夹持组件、第二支撑架(14)、限位块(22)和第一弹簧(23)，所述驱动组件设置在第二支撑架(14)的顶部，所述夹持组件设置在驱动组件的下方，所述限位块(22)设置在第二支撑架(14)上且位于夹持组件的下方，所述第一弹簧(23)的一端设置在夹持组件上，所述第一弹簧(23)的另一端设置在第二支撑架(14)的底部；

所述驱动组件包括升降杆(15)、第一齿轮(17)、第一电机(18)和驱动齿(16)，所述第一电机(18)设置在第二支撑架(14)的上端，所述第一电机(18)与第一齿轮(17)传动连接，所述升降杆(15)竖向设置在第二支撑架(14)的顶部，所述升降杆(15)上靠近第一齿轮(17)的一侧设有驱动齿(16)，所述驱动齿(16)和第一齿轮(17)啮合；

所述夹持组件包括两个活动块(19)、限位环(20)和两个第二滑动块(21)，两个所述活动块(19)均设置在升降杆(15)的下方，两个活动块(19)均位于限位环(20)的内部，两个所述第二滑动块(21)分别设置在限位环(20)的两侧，两个所述第二滑动块(21)均套设在第二支撑架(14)上；

所述喷涂机构(9)包括第二电机(31)、喷嘴(24)、两个位于第二电机(31)两端的驱动轴(29)、两个第三滑动块(27)、两个第四滑动块(30)、两个连接杆(28)和移动杆(25)，所述第二电机(31)与驱动轴(29)传动连接，所述第四滑动块(30)对驱动轴(29)一一对应且套设在对应的驱动轴(29)上，两个所述驱动轴(29)上均设有外螺纹且螺纹方向相反，两个所述第四滑动块(30)的内部均设有与对应驱动轴(29)匹配的内螺纹，所述第四滑动块(30)通过连接杆(28)与对应的第三滑动块(27)铰接，两个所述连接杆(28)交叉设置且两个所述连接杆(28)的中部铰接，所述移动杆(25)设置在托盘(10)的上方，所述移动杆(25)的一侧设有第一导轨(26)，两个所述第三滑动块(27)均在第一导轨(26)上滑动，所述喷嘴(24)均匀设置在移动杆(25)的一侧且远离第二电机(31)；

所述活动块(19)的竖向截面为直角梯形，所述直角梯形截面的直角边靠近料丝(3)。

2.如权利要求1所述的基于物联网的防拉丝的智能3D打印机，其特征在于，所述送料机构包括第一支撑架(1)、料盘(2)和料丝(3)，所述料盘(2)套设在第一支撑架(1)上，所述料丝(3)的一端卷绕在料盘(2)上。

3.如权利要求1所述的基于物联网的防拉丝的智能3D打印机，其特征在于，所述打印机构(7)包括第一滑动块(5)、第二导轨(32)、打印嘴(6)、第一动力轴(34)和第二动力轴(35)，所述第二导轨(32)的数量为四个，四个所述第二导轨(32)分别设置在外壳(8)的内壁且位于同一水平高度上，所述第一滑动块(5)套设在第一动力轴(34)上，所述第一滑动块(5)还套设在第二动力轴(35)上，所述打印嘴(6)设置在第一滑动块(5)的下方，所述第一动力轴(34)和第二动力轴(35)的两端均设有动力轮(33)，所述动力轮(33)与第二导轨(32)连接。

4.如权利要求3所述的基于物联网的防拉丝的智能3D打印机，其特征在于，所述第一动力轴(34)和第二动力轴(35)处于不同水平面上且相互垂直。

5.如权利要求1所述的基于物联网的防拉丝的智能3D打印机，其特征在于，所述中控机构包括面板、设置在面板上的触摸屏(12)、控制按键(11)和设置在底座(13)内部的中控组件，所述中控组件包括中央控制模块(38)、与中央控制模块(38)电连接的无线通讯模块(37)、工作电源模块(42)、按键接收模块(41)、显示控制模块(39)和电机控制模块(43)，所述控制按键(11)与按键接收模块(41)电连接，所述触摸屏(12)与显示控制模块(39)电连接，所第一电机(18)和第二电机(31)均与电机控制模块(43)电连接。

6.如权利要求5所述的基于物联网的防拉丝的智能3D打印机，其特征在于，所述底座(13)的内部还设有蓄电池(40)，所述蓄电池(40)与工作电源模块(42)电连接。

7.如权利要求6所述的基于物联网的防拉丝的智能3D打印机，其特征在于，所述面板内部还设有天线(36)，所述天线(36)与无线通讯模块(37)电连接。

8.如权利要求1所述的基于物联网的防拉丝的智能3D打印机，其特征在于，两个所述驱动轴(29)关于第二电机(31)中心对称。

9.如权利要求3所述的基于物联网的防拉丝的智能3D打印机，其特征在于，所述托盘(10)的材质为陶瓷。