CN107901621A - 一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置 - Google Patents

一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置，包括供电模块(1)、单片机(2)、驱动电路(3)、步进电机(4)、第一连接件(5)、第二连接件(6)、物料仓(7)、打印针头(8)、打印开关键(9)、加速键(10)、减速键(11)、显示器(12)、电源开关键(13)、打印笔仓盒(14)。本发明适用于粘稠物料的打印，且具有结构简单、控制精度高、打印速度可调、便于携带、制造成本低等优点，具有较高的实用性，易于大规模推广。

Description

一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置
技术领域
本发明属于设备制造领域，具体涉及一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置。
背景技术
粘稠物料是食品、化工等行业中常见的一种原料，针对不同种类的物料，其粘稠程度各不相同，若采用统一的驱动力，在进行物料打印时，节流阻力很大，易发生阻塞，导致打印失败。另一方面，现有的粘稠物料打印输出装置多为大型装置，携带、操作不便，无法满足日常小规模粘稠物料的打印应用。因此，如何制作能够根据物料粘稠度不同，采取不同的打印速度，具有一定便携式、造价低的粘稠物料打印装置，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供了一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置，使用该打印装置，可以针对不同粘稠度的液体进行打印输出，具有广泛的应用领域，而且该装置还具有速度可调、控制精度高、操作简单、携带方便、制造成本低、易于大规模推广等特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供的一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置，包括：供电模块(1)、单片机(2)、驱动电路(3)、步进电机(4)、第一连接件(5)、第二连接件(6)、物料仓(7)、打印针头(8)、打印开关键(9)、加速键(10)、减速键(11)、显示器(12)、电源开关键(13)、打印笔仓盒(14)。
所述供电模块(1)、单片机(2)、驱动电路(3)、步进电机(4)、第一连接件(5)、第二连接件(6)封装于打印笔仓盒(14)内部，所述物料仓(7)的出料口一半封装于打印笔仓盒(14)内部，一半由打印笔仓盒(14)内部延伸至打印笔仓盒(14)外，所述打印针头(8)位于打印笔仓盒(14)外，所述打印开关键(9)、加速键(10)、减速键(11)、显示器(12)、电源开关键(13)位于打印笔仓盒(14)外侧。
所述供电模块(1)与所述电源开关键(13)相连接，所述单片机(2)分别与所述打印开关键(9)、加速键(10)、减速键(11)、显示器(12)相连接，所述单片机(2)与所述驱动电路(3)相连接，所述步进电机(4)与所述驱动电路(3)相连接，所述第一连接件(5)与所述步进电机(4)相连接，所述第二连接件(6)与所述第一连接件(5)相连接，所述物料仓(7)与所述第二连接件(6)相连接，所述打印针头(8)与所述物料仓(7)相连接。
所述物料仓(7)包括物料仓仓体(701)、物料推进杆(702)、物料仓出料口(703)，所述物料仓仓体(701)为圆柱体，内部为中空，可容纳打印物料；物料推进杆(702)侧剖面为T型，物料推进杆侧剖面的T型短边位于物料仓仓体(701)内部，是与物料仓仓体(701)内壁紧密配合的、有一定厚度的圆盘，可在物料仓仓体(701)内来回滑动，物料推进杆(702)侧剖面T型的长边为圆柱形，且与物料推进杆(702)侧剖面T型短边固定为一体；物料仓出料口(703)是圆柱体，该圆柱体直径小于所述物料仓仓体(701)的直径，所述物料仓出料口(703)的内腔与所述物料仓仓体(701)内腔相连通，物料仓出料口(703)一半封装于打印笔仓盒(14)内部，一半由所述打印笔仓盒(14)内部延伸至打印笔仓盒(14)的外侧；物料仓(7)是可拆卸和可替换的。
所述打印针头(8)包括圆柱体连接件(801)、圆锥体斗仓(802)和针尖(803)，所述圆柱体连接件(801)套装于连接物料仓出料口(703)，且二者紧密连接，所述圆锥体斗仓(802)与所述圆柱体连接件(801)相连接，且二者连接为一体；所述针尖(803)与所述圆锥体斗仓相连接，且二者连接为一体；所述打印针头(8)是可拆卸和可替换的。
所述物料仓仓体(701)、所述物料仓出料口(703)、所述圆柱体连接件(801)、所述锥形斗仓(802)、所述针尖(803)的内腔相连通。
优选地，所述打印针头(8)的针尖(803)直径在0.1-0.9毫米之间。
优选地，所述显示器采用七段数码管。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.采用单片机作为主控制模块，具有体积微小、易于封装，成本低，设计简化的优点。
2.采用步进电机对该打印装置进行动力控制，具有无累计误差，快速启停能力，控制精度高的优点。
3.具有加速打印控制、减速打印控制、以及速度显示等功能，可以适用于不同粘稠度的物料打印，提高了打印效果。
4.该装置整体结构设计简单，操作方便，易于携带，工作可靠性高等特点，适合于大规模推广。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图中：1-供电模块，2-单片机，3-驱动电路，4-步进电机，5-第一连接件，6-第二连接件，7-物料仓，8-打印针头，9-打印开关键，10-加速键，11-减速键，12-显示器，13-电源开关键，14-打印笔仓盒。
图2是本发明的打印仓盒(7)的结构细化图；
图中：701-物料仓仓体，702-物料推进杆，703-物料仓出料口。
图3是本发明的打印针头(8)的结构细化图；
图中：801-圆柱体连接件，802-圆锥体斗仓，803-针尖。
图4是本发明的具体实施例的电路原理图；
图中：2-单片机，3-驱动电路，4-步进电机，9-打印开关键，10-加速键，11-减速键，13-电源开关键，12-显示器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，本发明一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置包括供电模块(1)，单片机(2)，驱动电路(3)，步进电机(4)，第一连接件(5)，第二连接件(6)，物料仓(7)，打印针头(8)，打印开关键(9)，加速键(10)，减速键(11)，显示器(12)，电源开关键(13)，打印笔仓盒(14)，其中，供电模块(1)、单片机(2)、驱动电路(3)、步进电机(4)、第一连接件(5)、第二连接件(6)、封装于打印笔仓盒(14)内部，物料仓(7)的出料口一半封装于打印笔仓盒(14)内部，一半由打印笔仓盒(14)内部延伸至打印笔仓盒(14)外，打印针头(8)位于打印笔仓盒(14)外，打印开关键(9)、加速键(10)、减速键(11)、显示器(12)、电源开关键(13)位于打印笔仓盒(14)外侧。
具体地，参照图1，供电模块(1)与所述电源开关键(13)相连接，所述单片机(2)分别与所述打印开关键(9)、加速键(10)、减速键(11)、显示器(12)相连接，单片机(2)与驱动电路(3)相连接，步进电机(4)与驱动电路(3)相连接，第一连接件(5)与步进电机(4)相连接，第二连接件(6)与第一连接件(5)相连接，物料仓(7)与第二连接件(6)相连接，打印针头(8)与物料仓(7)相连接。
进一步地，参照图2，物料仓(7)包括物料仓仓体(701)、物料推进杆(702)、物料仓出料口(703)，物料仓仓体(701)为圆柱体，内部为中空，可容纳打印物料；物料推进杆(702)侧剖面为T型，物料推进杆侧剖面的T型短边位于物料仓仓体(701)内部，是与物料仓仓体(701)内壁紧密配合的、有一定厚度的圆盘，可在物料仓仓体(701)内来回滑动，物料推进杆(702)侧剖面T型的长边为圆柱形，且与物料推进杆(702)侧剖面T型短边固定为一体；物料仓出料口(703)是圆柱体，该圆柱体直径小于所述物料仓仓体(701)的直径，物料仓出料口(703)的内腔与物料仓仓体(701)内腔相连通，物料仓出料口(703)一半封装于打印笔仓盒(14)内部，一半由打印笔仓盒(14)内部延伸至打印笔仓盒(14)的外侧；物料仓(7)是可拆卸和可替换的。
进一步地，参照图3，打印针头(8)包括圆柱体连接件(801)、圆锥体斗仓(802)和针尖(803)，圆柱体连接件(801)用于连接物料仓出料口(703)，且二者紧密连接，圆锥体斗仓(802)与圆柱体连接件(801)相连接，且二者连接为一体；针尖(803)与圆锥体斗仓相连接，且二者连接为一体；打印针头(8)是可拆卸和可替换的。
进一步地，参照图1，图2，图3，物料仓仓体(701)、物料仓出料口(703)、圆柱体连接件(801)、锥形斗仓(802)、针尖(803)的内腔相连通。
优选地，所述打印针头(8)的针尖(803)直径在0.1-0.9毫米之间。
优选地，所述显示器采用七段数码管。
优选地，参照图4，单片机(2)采取51系列单片机，型号为AT89S52，显示器(12)采取共阳极七段数码管，步进电机驱动电路(3)采取型号为L298N的驱动芯片，步进电机(4)采取两相四线步进电机，型号为TM10-S001。按键包括打印开关键(9)、加速键(10)、减速键(11)、电源开关键(13)。其中，单片机(2)的P1.0脚、P1.1脚、P1.2脚，P1.3脚分别与电源开关键(13)、减速键(11)、加速键(10)、打印开关键(9)相连接。单片机(2)的P1.4、P1.5、P1.6、P1.7分别连接L298N的IN1、IN2、IN3、IN4脚，L298N的OUT1、OUT2、OUT3、OUT4分别与步进电机(4)的A、B、脚相连接，通过单片机(2)的I0口输出的脉冲信号经过L298N放大后，连接到步进电机，实现对步进电机的控制。单片机(2)的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7脚分别与共阳极七段数码管的a、b、c、d、e、f、g、dp脚相连接。
使用时，按下打印笔仓盒(14)外侧的电源开关键(13)，系统上电后，显示器(12)显示默认值，当按下加速键(10)或减速键(11)时，显示器(12)显示所设置的打印速度。速度设置好后，单片机(2)不断检测打印开关键(9)是否按下，一旦检测到打印开关键(9)按下后，单片机(2)的P1.4～P1.7发出脉冲信号，经过驱动电路(3)对脉冲信号放大后，从驱动电路(3)的OUT1～OUT4口分别输出到步进电机(4)的A、B、脚，启动步进电机(4)。步进电机(4)旋转，带动第一连接件(5)旋转。第一连接件(5)旋转带动第二连接件(6)旋转。第二连接件(6)旋转带动物料推进杆(702)向物料仓出料口(703)方向滑动，从而将物料经由打印针头(8)挤出，开始打印。当单片机(2)检测到打印开关键(9)抬起时，单片机停止发送脉冲信号，从而控制步进电机停止转动，停止出料，打印结束。
本发明所述的一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置，采用步进电机作为驱动动力，具有控制精度高的特点，同时该装置可以根据不同物料特性，设置不同的打印速度，提高了打印效果。本发明所述的一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置还具有结构简单、携带方便，制造成本低等特点，有效解决了传统打印装置造价成本高、物料控制不精准、打印质量差等问题，可广泛应用于各种粘稠物料的打印，具有广阔的应用前景。
以上所述的实施例仅仅是对本发明一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明方案的前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案做出的各种外型和改进，均应落入本发明一种步进电机控制的、速度可调的手持式粘稠物料打印装置的保护范围。

Claims (6)

1.一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置，其特征在于，包括：供电模块(1)、单片机(2)、驱动电路(3)、步进电机(4)、第一连接件(5)、第二连接件(6)、物料仓(7)、打印针头(8)、打印开关键(9)、加速键(10)、减速键(11)、显示器(12)、电源开关键(13)、打印笔仓盒(14)；
所述供电模块(1)、单片机(2)、驱动电路(3)、步进电机(4)、第一连接件(5)、第二连接件(6)封装于打印笔仓盒(14)内部，所述物料仓(7)的出料口一半封装于打印笔仓盒(14)内部，一半由打印笔仓盒(14)内部延伸至打印笔仓盒(14)外，所述打印针头(8)位于打印笔仓盒(14)外，所述打印开关键(9)、加速键(10)、减速键(11)、显示器(12)、电源开关键(13)位于打印笔仓盒(14)外侧；
所述供电模块(1)与所述电源开关键(13)相连接，所述单片机(2)分别与所述打印开关键(9)、加速键(10)、减速键(11)、显示器(12)相连接，所述单片机(2)与所述驱动电路(3)相连接，所述步进电机(4)与所述驱动电路(3)相连接，所述第一连接件(5)与所述步进电机(4)相连接，所述第二连接件(6)与所述第一连接件(5)相连接，所述物料仓(7)与所述第二连接件(6)相连接，所述打印针头(8)与所述物料仓(7)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置，其特征在于，所述物料仓(7)包括物料仓仓体(701)、物料推进杆(702)、物料仓出料口(703)，所述物料仓仓体(701)为圆柱体，内部为中空，可容纳打印物料；物料推进杆(702)侧剖面为T型，物料推进杆侧剖面的T型短边位于物料仓仓体(701)内部，是与物料仓仓体(701)内壁紧密配合的、有一定厚度的圆盘，可在物料仓仓体(701)内来回滑动，物料推进杆(702)侧剖面T型的长边为圆柱形，且与物料推进杆(702)侧剖面T型短边固定为一体；物料仓出料口(703)是圆柱体，该圆柱体直径小于所述物料仓仓体(701)的直径，所述物料仓出料口(703)的内腔与所述物料仓仓体(701)内腔相连通，物料仓出料口(703)一半封装于打印笔仓盒(14)内部，一半由所述打印笔仓盒(14)内部延伸至打印笔仓盒(14)的外侧；物料仓(7)是可拆卸和可替换的。
3.根据权利要求1所述的一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置，其特征在于，所述打印针头(8)包括圆柱体连接件(801)、圆锥体斗仓(802)和针尖(803)，所述圆柱体连接件(801)套装于连接物料仓出料口(703)，且二者紧密连接，所述圆锥体斗仓(802)与所述圆柱体连接件(801)相连接，且二者连接为一体；所述针尖(803)与所述圆锥体斗仓相连接，且二者连接为一体；所述打印针头(8)是可拆卸和可替换的。
4.根据权利要求1所述的一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置，其特征在于，所述物料仓仓体(701)、所述物料仓出料口(703)、所述圆柱体连接件(801)、所述锥形斗仓(802)、所述针尖(803)的内腔相连通。
5.根据权利要求1所述的一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置，其特征在于，所述打印针头(8)的针尖(803)直径在0.1-0.9毫米之间。
6.根据权利要求1所述的一种速度可调的手持式粘稠物料打印装置，其特征在于，所述显示器采用七段数码管。
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