CN107599393A - 用于3d打印机的双喷头切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于3D打印机的双喷头切换装置，包括：互为镜像结构的两个转换块，分别安装于两个喷头装置上；每个转换块上设有压力承接部，压力承接部包括依次连接的下压工位停止部、压力传递部和回复工位停止部；旋转件与机壳连接，旋转件上设有两个压件；两个弹性件，分别套在两个喷头装置上，且弹性件支撑转换块；旋转件可往复转动，旋转件带动压件在压力承接部上移动，压件从回复工位停止部向下压工位停止部移动时，压件推动压力传递部向下移动；压件在下压工位停止部或回复工位停止部上移动时，压力承接部保持停止状态。本发明能够消除3D打印过程中双喷头装置刮擦的现象，喷头装置在移动过程中具有较高的定位精度和重复定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种用于3D打印机的双喷头切换装置。
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。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。在打印过程中，正常情况下，双喷头装置位于同一高度，在一个喷头装置打印过程中，另外一个喷头装置容易对模型产生刮擦作用，从而影响打印效果。
中国发明专利《一种可旋转切换打印头的双头3D打印机》，申请号：201410462135.X，该双头3D打印机中，利用电磁原理带动驱动铁芯快速地左右移动，从而带动安装板旋转，进而带动第一出丝头和第二出丝头围绕固定转轴做左右摆动的摆线运动，实现了两个出丝头的相对上下切换。该专利中，电磁线圈通电后，通过齿轮传动，带动两套打印装置绕固定转轴旋转，靠旋转而产生的在纵向平面的高度差进行喷头装置切换。该技术方案实现双喷头装置切换的功能，从而在打印过程中实现避让功能。但此方案定位需要依靠电磁线圈驱动位置极为精确，实现起来相对困难，并且成本较高。
中国发明专利《3D打印用旋转式双喷头切换装置》，申请号：201510052482.X，其中，转向电机驱动转向齿轮按照对应旋转方向旋转，通过转向齿轮与弧形齿条的啮合，第二支架以旋转中心为圆心在第一支架上呈钟摆式被动往右侧摆动，让两个喷头装置之间产生角度差，从而实现纵向的高度差，实现双喷头装置切换避让的功能。但同样，齿轮传动后定位很难控制，并且实现精确定位较为困难，成本也高。
美国专利《SINGLE-MOTOR EXTRUSION HEAD HAVING MULTIPLE EXTRUSIONLINES》，中文翻译名称为《带有多个挤压线的单马达挤压头》，美国专利号为：US7604470B2,其中，肘板组件是挤压头的一部分，肘板组件包括基部、旋转轴、构建线、支撑线、弹簧等。基部是在旋转轴处转动地与平移件连接的辅助框架。基部的转动连接使肘板组件在构建状态、中立状态和支撑状态之间绕着旋转轴转动。肘板组件在构建状态、中立状态和支撑状态之间的转换是由转动方式驱动。带有多个挤压线的单马达挤压头的结构较为复杂，成本也高。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于3D打印机的双喷头切换装置，用于解决现有技术中存在的上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于3D打印机的双喷头切换装置，安装于3D打印机的机壳上，所述机壳上设有两个导向槽，两个竖直设置的喷头装置分别穿入于两个所述导向槽中；所述双喷头切换装置包括：互为镜像结构的两个转换块，分别安装于两个所述喷头装置的上端，且两个所述转换块分别插入于两个所述导向槽中；每个所述转换块上设有压力承接部，所述压力承接部包括依次连接的下压工位停止部、压力传递部和回复工位停止部；旋转件，与所述机壳活动连接，所述旋转件上设有两个压件；两个弹性件，分别套在两个所述喷头装置上，且每个所述弹性件支撑相应的所述转换块，使两个所述转换块的压力承接部分别顶住相应的所述压件；所述旋转件可往复转动，所述旋转件带动两个所述压件分别在两个压力承接部上移动，每个所述压件从所述回复工位停止部向所述下压工位停止部移动时，每个所述压件推动所述压力传递部向下移动；其中一个所述压件移动到所接触的所述转换块的下压工位停止部时，另一个所述压件移动到所接触的所述转换块的回复工位停止部，且每个所述压件在下压工位停止部或回复工位停止部上移动时，所述压力承接部保持停止状态。
优选地，所述的用于3D打印机的双喷头切换装置，还包括穿入于所述旋转件中的转轴，所述转轴处于两个所述转换块之间，所述转轴的中轴线与水平面垂直。
进一步地，所述压力承接部设置于所述转换块的顶面上，所述下压工位停止部为第一平面，所述回复工位停止部为第二平面；所述第一平面和所述第二平面均与水平面平行，所述第一平面的水平高度高于所述第二平面的水平高度；所述压力传递部为连接在第一平面与第二平面之间的螺旋上升的坡面。
更进一步地，每个所述转换块包括块本体和设置于所述块本体顶面上的支撑体，所述压力承接部设置于所述支撑体的顶面上。
再进一步地，每个所述支撑体处于所连接的所述块本体的靠近所述转轴的一侧。
进一步地，所述块本体的外侧面的形状与所述导向槽的槽内壁的形状相应，且所述块本体与所述导向槽为间隙配合。
进一步地，两个所述压件水平设置且方向相反。
进一步地，所述的用于3D打印机的双喷头切换装置，还包括驱动所述旋转件转动的驱动组件。
更进一步地，所述驱动组件包括驱动元件，所述驱动元件的输出端与一输入齿轮连接；一输出齿轮与所述旋转件连接，所述输入齿轮与所述输出齿轮啮合。
本发明的用于3D打印机的双喷头切换装置，具有以下有益效果：
本发明能够有效的消除3D打印过程中双喷头装置刮擦的现象，并且喷头装置在移动过程中能够具有较高的定位精度和重复定位精度，从而可以稳定的实现3D打印，并且本发明结构简单，安装方便，实用性强。
附图说明
图1显示为本实施例的用于3D打印机的双喷头切换装置的外部结构示意图。
图2显示为图1的A-A向剖面示意图。
图3显示为图2的B-B向剖面示意图。
图4显示为本实施例的用于3D打印机的双喷头切换装置的俯视内部结构示意图。
图5显示为本实施例的用于3D打印机的双喷头切换装置的未安装机壳时的立体结构示意图。
图6显示为本实施例的用于3D打印机的双喷头切换装置的转换块的立体结构示意图。
附图标号说明
100 机壳
110 导向槽
200 喷头装置
300 转换块
301 块本体
302 支撑体
303 凹槽
310 压力承接部
311 下压工位停止部
312 压力传递部
313 回复工位停止部
400 旋转件
410 压件
500 弹性件
600 转轴
710 驱动元件
720 输入齿轮
730 输出齿轮
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图6所示，本实施例的用于3D打印机的双喷头切换装置，安装于3D打印机的机壳100上，机壳100上设有两个导向槽110，两个竖直设置的喷头装置200分别穿入于两个导向槽110中；
双喷头切换装置包括：
互为镜像结构的两个转换块300，分别安装于两个喷头装置200的上端，且两个转换块300分别插入于两个导向槽110中；每个转换块300上设有压力承接部310，压力承接部310包括依次连接的下压工位停止部311、压力传递部312和回复工位停止部313；
旋转件400，与机壳100活动连接，旋转件400上设有两个压件410；
两个弹性件500，分别套在两个喷头装置200上，且每个弹性件500支撑相应的转换块300，使两个转换块300的压力承接部310分别顶住相应的压件410；
旋转件400可往复转动，旋转件400带动两个压件410分别在两个压力承接部310上移动，每个压件410从回复工位停止部313向下压工位停止部311移动时，每个压件410推动压力传递部312向下移动；其中一个压件410移动到所接触的转换块300的下压工位停止部311时，另一个压件410移动到所接触的转换块300的回复工位停止部313，且每个压件410在下压工位停止部311或回复工位停止部313上移动时，压力承接部310保持停止状态。
本发明的旋转件400往复转动，带动两个压件410分别在两个转换块300的压力承接部310上移动；由于两个转换块300互为镜像结构，其中一个压件410从回复工位停止部313向下压工位停止部311移动时，另一个压件410从下压工位停止部311向回复工位停止部313移动。
当压件410从回复工位停止部313向下压工位停止部311移动时，压件410推动压力传递部312向下移动，则使转换块300带动喷头装置200向下移动，且弹性件500压缩；当压件410从下压工位停止部311向回复工位停止部313移动时，弹性件500的回复力推动压力传递部312向上移动，则使喷头装置200向上移动；
旋转件400的转动幅度使其中一个压件410移动到所接触的转换块300的下压工位停止部311时，另一个压件410移动到所接触的转换块300的回复工位停止部313，所以两个喷头装置200中的其中一个喷头装置200向下移动时，另一个喷头装置200向上移动，实现两个喷头装置200在竖直方向错位避让，以消除3D打印过程中的刮擦现象；
每个压件410在下压工位停止部311或回复工位停止部313上移动时，压力承接部310保持停止状态，所以即使旋转件400存在转动误差，旋转件400在下压工位停止部311或回复工位停止部313上持续移动，也不会导致压力承接部310被进一步驱动，所以喷头装置200在竖直方向上移动的最长路径与压件410推动整个压力传递部312的移动过程相应，这就有效消除了旋转件400转动误差而造成的传动误差，从而使喷头装置200在竖直方向上运动的重复定位保持一致，实现较高的定位精度和重复定位精度。
用于3D打印机的双喷头切换装置，还包括穿入于旋转件400中的转轴600，转轴600处于两个转换块300之间，转轴600的中轴线与水平面垂直。处于两个转换块300之间，且竖直设置的转轴600的设置，使旋转件400在水平方向平面内绕着转轴600转动，旋转件400带动两个压件410在相应的转换块300的压力承接部310上同步移动，并且驱动两个喷头装置200在竖直方向上往复移动，实现了将旋转件400在水平方向平面内的转动，变化为两个喷头装置200在竖直方向上的移动。本实施例中，转轴600插入于机壳100中。
压力承接部310设置于转换块300的顶面上，下压工位停止部311为第一平面，回复工位停止部313为第二平面；第一平面和第二平面均与水平面平行，第一平面的水平高度高于第二平面的水平高度；压力传递部312为连接在第一平面与第二平面之间的螺旋上升的坡面。
由于第一平面和第二平面均与水平面平行，压件410在第一平面和第二平面上移动时，压力承接部310保持停止状态；当压件410在螺旋上升的坡面上移动时，压力承接部310在竖直方向上发生位移。采用螺旋上升的坡面、以及两个存在高度差的第一平面和第二平面的结构容易加工，且传动稳定。
每个转换块300包括块本体301和设置于块本体301顶面上的支撑体302，压力承接部310设置于支撑体302的顶面上。由于块本体301插入于导向槽110中，为了便于压件410通过支撑体302推动块本体301在导向槽110中移动，使支撑体302高出于块本体301，能够保证支撑体302在向下移动时，压件410不会与导向槽110发生干涉。
为了使本装置的结构更紧凑，每个支撑体302处于所连接的块本体301的靠近转轴600的一侧，这也能够便于压件410在支撑体302的顶面上移动。
块本体301的外侧面的形状与导向槽110的槽内壁的形状相应，且块本体301与导向槽110为间隙配合。导向槽110限定了块本体301的移动路径，导向槽110为竖直设置，使块本体301能够沿着竖直方向稳定的移动。
两个压件410水平设置且方向相反。该结构使两个压件410能够同时分别在两个转换块300的支撑体302上移动，且便于两个压件410能够分别移动到相应转换块300上的下压工位停止部311和回复工位停止部313。本实施例中，压件410为杆件，两个压件410的中轴线共线，两个压件410的中轴线与水平面平行。
为了便于压件410能够快速推动转换块300，使本装置使用时能够更灵活，支撑体302的远离转轴600的一侧的轮廓是与相应的压件410移动轨迹相应的弧形结构。
用于3D打印机的双喷头切换装置，还包括驱动旋转件400转动的驱动组件。驱动组件驱动旋转件400转动，能够提高传动效率。
本实施例中，驱动组件包括驱动元件710，驱动元件710的输出端与一输入齿轮720连接；一输出齿轮730与旋转件400连接，输入齿轮720与输出齿轮730啮合。驱动元件710驱动输入齿轮720转动，输入齿轮720通过输出齿轮730带动旋转件400旋转。本实施例中，驱动元件710和输入齿轮720设置于机壳100的外部，输出齿轮730设置于机壳100的内部。输出齿轮730与旋转件400为一体结构，且输出齿轮730和旋转件400均套在转轴600上。输出齿轮730带动旋转件400绕着转轴600转动。
驱动组件也可采用连杆传动等机械传动结构。
驱动元件710的驱动输出轴与转轴600为平行设置，该结构能够便于驱动元件710传递驱动力。本实施例中，驱动元件710为具有正、反转功能的电机。
转换块300的靠近转轴600的一侧设有与输出齿轮730相应的凹槽303。输出齿轮730转动中可进入凹槽303中，该结构使输出齿轮730能够设置在两个转换块300之间，使本装置的结构更紧凑。
弹性件500的上端与相应的转换块300的块本体301接触，弹性件500的下端与导向槽110的槽底面接触，本实施例中，弹性件500为弹簧。
本发明能够有效的消除3D打印过程中双喷头装置刮擦的现象，并且喷头装置200在移动过程中能够具有较高的定位精度和重复定位精度，从而可以稳定的实现3D打印，并且本发明结构简单，安装方便，实用性强。
综上，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种用于3D打印机的双喷头切换装置，安装于3D打印机的机壳(100)上，其特征在于：
所述机壳(100)上设有两个导向槽(110)，两个竖直设置的喷头装置(200)分别穿入于两个所述导向槽(110)中；
所述双喷头切换装置包括：
互为镜像结构的两个转换块(300)，分别安装于两个所述喷头装置(200)的上端，且两个所述转换块(300)分别插入于两个所述导向槽(110)中；每个所述转换块(300)上设有压力承接部(310)，所述压力承接部(310)包括依次连接的下压工位停止部(311)、压力传递部(312)和回复工位停止部(313)；
旋转件(400)，与所述机壳(100)活动连接，所述旋转件(400)上设有两个压件(410)；
两个弹性件(500)，分别套在两个所述喷头装置(200)上，且每个所述弹性件(500)支撑相应的所述转换块(300)，使两个所述转换块(300)的压力承接部(310)分别顶住相应的所述压件(410)；
所述旋转件(400)可往复转动，所述旋转件(400)带动两个所述压件(410)分别在两个压力承接部(310)上移动，每个所述压件(410)从所述回复工位停止部(313)向所述下压工位停止部(311)移动时，每个所述压件(410)推动所述压力传递部(312)向下移动；其中一个所述压件(410)移动到所接触的所述转换块(300)的下压工位停止部(311)时，另一个所述压件(410)移动到所接触的所述转换块(300)的回复工位停止部(313)，且每个所述压件(410)在下压工位停止部(311)或回复工位停止部(313)上移动时，所述压力承接部(310)保持停止状态。
2.根据权利要求1所述的用于3D打印机的双喷头切换装置，其特征在于：还包括穿入于所述旋转件(400)中的转轴(600)，所述转轴(600)处于两个所述转换块(300)之间，所述转轴(600)的中轴线与水平面垂直。
3.根据权利要求2所述的用于3D打印机的双喷头切换装置，其特征在于：所述压力承接部(310)设置于所述转换块(300)的顶面上，所述下压工位停止部(311)为第一平面，所述回复工位停止部(313)为第二平面；所述第一平面和所述第二平面均与水平面平行，所述第一平面的水平高度高于所述第二平面的水平高度；所述压力传递部(312)为连接在第一平面与第二平面之间的螺旋上升的坡面。
4.根据权利要求3所述的用于3D打印机的双喷头切换装置，其特征在于：每个所述转换块(300)包括块本体(301)和设置于所述块本体(301)顶面上的支撑体(302)，所述压力承接部(310)设置于所述支撑体(302)的顶面上。
5.根据权利要求4所述的用于3D打印机的双喷头切换装置，其特征在于：每个所述支撑体(302)处于所连接的所述块本体(301)的靠近所述转轴(600)的一侧。
6.根据权利要求2所述的用于3D打印机的双喷头切换装置，其特征在于：所述块本体(301)的外侧面的形状与所述导向槽(110)的槽内壁的形状相应，且所述块本体(301)与所述导向槽(110)为间隙配合。
7.根据权利要求2所述的用于3D打印机的双喷头切换装置，其特征在于：两个所述压件(410)水平设置且方向相反。
8.根据权利要求2所述的用于3D打印机的双喷头切换装置，其特征在于：还包括驱动所述旋转件(400)转动的驱动组件。
9.根据权利要求8所述的用于3D打印机的双喷头切换装置，其特征在于：所述驱动组件包括驱动元件(710)，所述驱动元件(710)的输出端与一输入齿轮(720)连接；一输出齿轮(730)与所述旋转件(400)连接，所述输入齿轮(720)与所述输出齿轮(730)啮合。
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