CN108790156B - 一种具有备料应急功能的3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有备料应急功能的3D打印机，包括底板和传动箱，所述底板的顶部固定连接有机箱，所述机箱内壁顶部的两侧和内壁底部的两侧之间均固定连接有升降结构，所述升降结构的顶端贯穿机箱并延伸至机箱的顶部，机箱顶部的两侧均通过固定架固定连接有升降电机，涉及3D打印设备技术领域。该具有备料应急功能的3D打印机，很好的避免了3D打印机由于间歇，是打印产品的整体物料粘结性质受到严重影响的情况发生，防止打印产品出现滑料、孔洞或堆料，实现了在打印物料无料时，打印机自动启动应急备料进行打印，达到了即使断料也能实现将产品打印完成并保证打印产品质量的目的，从而大大方便了打印人员的产品3D打印工作。

Description

一种具有备料应急功能的3D打印机

技术领域

本发明涉及3D打印设备技术领域，具体为一种具有备料应急功能的3D打印机。

背景技术

3D打印机不仅可以“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，但是3D打印出来的是物体的模型，不能打印出物体的功能，3D打印机是快速成形技术的一种机器，它是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，过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，意味着这项技术正在普及，它的原理是：把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来，打印出的产品可以即时使用。

目前的3D打印机在进行打印工作时，需要打印人员注意打印原料是否足够，当打印机在打印过程中出现无料时，打印机会停止打印，需要打印人员及时上料，但这样会严重影响打印产品的整体物料粘结性质，易使打印产品出现滑料、孔洞或堆料，不能实现在打印物料无料时，打印机自动启动应急备料进行打印，无法达到即使断料也能实现将产品打印完成并保证打印产品质量的目的，从而给打印人员的产品3D打印工作带来了极大不便。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有备料应急功能的3D打印机，解决了不能实现在打印物料无料时，打印机自动启动应急备料进行打印，无法实现即使断料也能将产品打印完成，并保证打印产品质量的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有备料应急功能的3D打印机，包括底板和传动箱，所述底板的顶部固定连接有机箱，所述机箱内壁顶部的两侧和内壁底部的两侧之间均固定连接有升降结构，所述升降结构的顶端贯穿机箱并延伸至机箱的顶部，所述机箱顶部的两侧均通过固定架固定连接有升降电机，且升降电机输出轴的一端通过联轴器与升降结构延伸至机箱顶部的一端固定连接，所述传动箱内壁的两侧之间固定连接有分隔板，所述分隔板的顶部通过连接块固定连接有备料投料电机，所述传动箱内壁的一侧通过轴承转动连接有转动轴，所述转动轴的一端和备料投料电机9输出轴的一端均固定连接有卡接板，且卡接板的一侧与备料滚辊10的一侧接触，所述卡接板远离备料滚辊10的一侧固定连接有卡接装置，所述卡接装置包括固定套筒，所述固定套筒内壁一侧的顶部和底部均通过挤压弹簧固定连接有挤压板，且挤压板的中部贯穿有卡接插杆，所述卡接插杆的一端贯穿固定套筒，并延伸至固定套筒的一侧，所述卡接插杆的另一侧依次贯穿固定套筒和卡接板并延伸至卡接板的一侧，所述备料滚辊的两侧均开设有与卡接插杆相适配的插孔。

优选的，所述升降结构位于机箱内部的外表面螺纹连接有升降块，所述升降块的一侧与机箱内壁的一侧滑动连接，且两个升降块之间固定连接有移动结构，所述传动箱内壁的两侧之间且位于分隔板的底部通过轴承转动连接有与移动结构相适配的螺纹套筒，所述螺纹套筒的外表面固定连接有第一锥齿轮，所述传动箱内壁的底部通过连接块固定连接有移动电机，且移动电机输出轴的外表面固定连接有与第一锥齿轮相适配的第二锥齿轮，所述机箱的一侧固定连接有上料箱，所述上料箱内壁的背面通过连接架固定连接有上料电机，且上料电机输出轴的一端通过联轴器固定连接有传动杆，所述传动杆的底端通过轴承与上料箱内壁的底部转动连接，且传动杆的外表面固定连接有蜗轮。

优选的，所述上料箱内壁的正面和背面之间通过轴承转动连接有旋转轴，且旋转轴的外表面从左至右依次固定连接有上料滚辊和蜗杆套筒，所述蜗杆套筒的外表面与蜗轮的外表面啮合。

优选的，所述底板的顶部且位于机箱的一侧通过支撑架活动连接有原料滚辊，所述机箱的一侧且位于上料箱的底部通过固定架转动连接有张紧滑轮且张紧滑轮的外表面固定连接有压力传感器。

优选的，所述机箱内壁的底部通过传动机构活动连接有固定连接有打印平台，且传动箱的正面固定连接有熔料喷丝器。

优选的，所述机箱的另一侧固定连接有控制箱，且控制箱的内部分别固定连接有中央处理器和数据比较器，所述控制箱的正面固定安装有控制开关，且上料箱的正面固定连接有按键。

优选的，所述数据比较器的输入端与压力传感器的输出端连接，所述数据比较器的输出端与反馈模块的输入端连接，且反馈模块、控制开关和按键的输出端均与中央处理器的输入端连接，所述中央处理器的输出端分别与升降电机、移动电机、上料电机、备料投料电机、熔料喷丝器和数据比较器的输入端连接。

优选的，所述中央处理器的输入端与电源模块的输出端电性连接，且电源模块的输出端分别与压力传感器、控制开关和按键的输入端电性连接。

（三）有益效果

本发明提供了一种具有备料应急功能的3D打印机。具备以下有益效果：

（1）、该具有备料应急功能的3D打印机，通过在传动箱内壁的两侧之间固定固定连接有分隔板，且分隔板的顶部通过连接块固定连接有备料投料电机，再分别通过卡接板、转动轴、卡接装置和插孔的配合设置，可实现在3D打印机上进行应急备料存储，并对存储的打印原料进行更换，这样很好的避免了3D打印机由于间歇，是打印产品的整体物料粘结性质受到严重影响的情况发生，防止打印产品出现滑料、孔洞或堆料，实现了在打印物料无料时，打印机自动启动应急备料进行打印，达到了即使断料也能实现将产品打印完成并保证打印产品质量的目的，从而大大方便了打印人员的产品3D打印工作。

（2）、该具有备料应急功能的3D打印机，通过在机箱的另一侧固定连接有控制箱，且控制箱的内部分别固定连接有中央处理器和数据比较器，再分别通过熔料喷丝器、控制开关、按键和反馈模块的配合设置，可实现对经过张紧滑轮的物料对张紧滑轮的压力进行检测，并自动控制备料投料电机开始工作，从而实现自动启动备料进行3D打印。

（3）、该具有备料应急功能的3D打印机，通过在底板的顶部且位于机箱的一侧通过支撑架活动连接有原料滚辊，可实现对待使用的打印原料进行更换，当支撑架上的打印原料使用完成后，人们只需将原料滚辊取下，将缠绕有新打印原料的原料滚辊架设在支撑架上即可，这样大大方便了人们的使用。

（4）、该具有备料应急功能的3D打印机，通过在机箱内壁的底部通过传动机构活动连接有固定连接有打印平台，可实现对待打印的产品提供支撑平面，并且实现带动打印产品进行前后移动，配合熔料喷丝器的左右和上下移动，可使整个3D打印机构达到三维立体运动，从而实现打印出三维立体产品。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构的剖视图；

图3为本发明上料箱内部的侧视图；

图4为本发明传动箱结构的剖视图；

图5为本发明张紧滑轮与压力传感器的结构示意图；

图6为本发明系统的结构原理框图；

图7为本发明卡接装置的结构示意图；

图8为本发明备料滚辊结构的侧视图。

图中，1底板、2传动箱、3机箱、4升降结构、5升降电机、6升降块、7移动结构、8分隔板、9备料投料电机、10备料滚辊、11螺纹套筒、12第一锥齿轮、13移动电机、14第二锥齿轮、15上料箱、16上料电机、17传动杆、18蜗轮、19旋转轴、20上料滚辊、21蜗杆套筒、22原料滚辊、23张紧滑轮、24压力传感器、25打印平台、26熔料喷丝器、27控制箱、28中央处理器、29数据比较器、30控制开关、31按键、32反馈模块、33电源模块、34转动轴、35卡接板、36卡接装置、361固定套筒、362挤压弹簧、363挤压板、364卡接插杆、37插孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

请参阅图1-6，本发明实施例提供一种技术方案：一种具有备料应急功能的3D打印机，包括底板1和传动箱2，底板1的顶部固定连接有机箱3，机箱3内壁的底部通过传动机构活动连接有固定连接有打印平台25，传动机构可待动打印平台25进行前后移动，打印平台25具有加热功能，且传动箱2的正面固定连接有熔料喷丝器26，熔料喷丝器26可对打印原料进行快速加热熔化并将熔化的原料喷出，机箱3内壁顶部的两侧和内壁底部的两侧之间均固定连接有升降结构4，升降结构4的顶端贯穿机箱3并延伸至机箱3的顶部，机箱3顶部的两侧均通过固定架固定连接有升降电机5，且升降电机5输出轴的一端通过联轴器与升降结构4延伸至机箱3顶部的一端固定连接，升降结构4位于机箱3内部的外表面螺纹连接有升降块6，升降块6的一侧与机箱3内壁的一侧滑动连接，且两个升降块6之间固定连接有移动结构7，升降结构4和移动结构7均是以丝杆为中心两侧设置有导向杆，来达到分别带动升降块6和传动箱2移动，传动箱2内壁的两侧之间固定连接有分隔板8，分隔板8的顶部通过连接块固定连接有备料投料电机9，传动箱2内壁的一侧通过轴承转动连接有转动轴34，转动轴34的一端和备料投料电机9输出轴的一端均固定连接有卡接板35，且卡接板35的一侧与备料滚辊10的一侧接触，卡接板35远离备料滚辊10的一侧固定连接有卡接装置36，卡接装置36包括固定套筒361，固定套筒361内壁一侧的顶部和底部均通过挤压弹簧362固定连接有挤压板363，且挤压板363的中部贯穿有卡接插杆364，卡接插杆364的一端贯穿固定套筒361，并延伸至固定套筒361的一侧，卡接插杆364的另一侧依次贯穿固定套筒361 和卡接板35并延伸至卡接板35的一侧，备料滚辊10的两侧均开设有与卡接插杆364相适配的插孔37，传动箱2顶部的一侧活动连接有密封盖，目的是方便人们对备料滚辊10进行更换，传动箱2内壁的两侧之间且位于分隔板8的底部通过轴承转动连接有与移动结构7相适配的螺纹套筒11，螺纹套筒11的外表面固定连接有第一锥齿轮12，传动箱2内壁的底部通过连接块固定连接有移动电机13，且移动电机13输出轴的外表面固定连接有与第一锥齿轮12相适配的第二锥齿轮14，机箱3的一侧固定连接有上料箱15，上料箱15内壁的背面通过连接架固定连接有上料电机16，且上料电机16输出轴的一端通过联轴器固定连接有传动杆17，传动杆17的底端通过轴承与上料箱15内壁的底部转动连接，且传动杆17的外表面固定连接有蜗轮18，上料箱15内壁的正面和背面之间通过轴承转动连接有旋转轴19，且旋转轴19的外表面从左至右依次固定连接有上料滚辊20和蜗杆套筒21，蜗杆套筒21的外表面与蜗轮18的外表面啮合，底板1的顶部且位于机箱3的一侧通过支撑架活动连接有原料滚辊22，机箱3的一侧且位于上料箱15的底部通过固定架转动连接有张紧滑轮23且张紧滑轮23的外表面固定连接有压力传感器24，压力传感器24的型号为PTG501，机箱3的另一侧固定连接有控制箱27，且控制箱27的内部分别固定连接有中央处理器28和数据比较器29，中央处理器28的型号为ARM9，数据比较器29的型号为LM331，控制箱27的正面固定安装有控制开关30，且上料箱15的正面固定连接有按键31，数据比较器29的输入端与压力传感器24的输出端连接，数据比较器29的输出端与反馈模块32的输入端连接，且反馈模块32、控制开关30和按键31的输出端均与中央处理器28的输入端连接，中央处理器28的输出端分别与升降电机5、移动电机13、上料电机16、备料投料电机9、熔料喷丝器26和数据比较器29的输入端连接，中央处理器28的输入端与电源模块33的输出端电性连接，且电源模块33的输出端分别与压力传感器24、控制开关30和按键31的输入端电性连接。

使用前，根据打印原料与张紧滑轮23之间的压力值，判定需要输入标准的压力值，低于标准的压力值为压力报警阈值，然后通过按键31将压力报警阈值输入中央处理器28，中央处理器28再将压力报警阈值输送至数据比较器29内，作为压力比较值。

使用时，先通过电源模块33分别使压力传感器24、中央处理器28、控制开关30和按键31通电，然后打印人员可将缠绕有待使用的打印原料的原料滚辊22架设在支撑架上，并将打印原料的一端拉出分别绕过张紧滑轮23和上料滚辊20，并穿过机箱3内，插入熔料喷丝器26内，同时将备料滚辊10表面缠绕的打印原料从传动箱2内拉出，插入熔料喷丝器26的另一侧进料口，然后打印人员可操作控制开关30，使中央处理器28分别控制升降电机5、移动电机13、上料电机16和熔料喷丝器26开始工作，开始进行3D打印，设置于张紧滑轮23外表面的压力传感器24对打印原料与张紧滑轮23之间的挤压力进行检测，压力传感器24将检测的压力值传输至数据比较器29，在数据比较器29内压力传感器24检测的压力值与压力报警阈值进行比较，若比较的结果低于压力报警阈值，表示张紧滑轮23上无打印原料，数据比较器29将压力报警阈值经反馈模块32反馈至中央处理器28，中央处理器28会先控制上料电机16停止工作，再控制备料投料电机9开始工作，备料投料电机9会带动备料滚辊10进行旋转，从而实现通过备料来对熔料喷丝器26进行上料，这样就完成了该具有备料应急功能的3D打印机的整个工作过程。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种具有备料应急功能的3D打印机，包括底板（1）、传动箱（2）和备料滚辊（10），其特征在于：所述底板（1）的顶部固定连接有机箱（3），所述机箱（3）内壁顶部的两侧和内壁底部的两侧之间均固定连接有升降结构（4），所述升降结构（4）的顶端贯穿机箱（3）并延伸至机箱（3）的顶部，所述机箱（3）顶部的两侧均通过固定架固定连接有升降电机（5），且升降电机（5）输出轴的一端通过联轴器与升降结构（4）延伸至机箱（3）顶部的一端固定连接，所述传动箱（2）内壁的两侧之间固定连接有分隔板（8），所述分隔板（8）的顶部通过连接块固定连接有备料投料电机（9），所述传动箱（2）内壁的一侧通过轴承转动连接有转动轴（34），所述转动轴（34）的一端和备料投料电机（9）输出轴的一端均固定连接有卡接板（35），且卡接板（35）的一侧与备料滚辊（10）的一侧接触，所述卡接板（35）远离备料滚辊（10）的一侧固定连接有卡接装置（36），所述卡接装置（36）包括固定套筒（361），所述固定套筒（361）内壁一侧的顶部和底部均通过挤压弹簧（362）固定连接有挤压板（363），且挤压板（363）的中部贯穿有卡接插杆（364），所述卡接插杆（364）的一端贯穿固定套筒（361），并延伸至固定套筒（361）的一侧，所述卡接插杆（364）的另一侧依次贯穿固定套筒（361 ）和卡接板（35）并延伸至卡接板（35）的一侧，所述备料滚辊（10）的两侧均开设有与卡接插杆（364）相适配的插孔（37）；

所述升降结构（4）位于机箱（3）内部的外表面螺纹连接有升降块（6），所述升降块（6）的一侧与机箱（3）内壁的一侧滑动连接，且两个升降块（6）之间固定连接有移动结构（7），所述传动箱（2）内壁的两侧之间且位于分隔板（8）的底部通过轴承转动连接有与移动结构（7）相适配的螺纹套筒（11），所述螺纹套筒（11）的外表面固定连接有第一锥齿轮（12），所述传动箱（2）内壁的底部通过连接块固定连接有移动电机（13），且移动电机（13）输出轴的外表面固定连接有与第一锥齿轮（12）相适配的第二锥齿轮（14），所述机箱（3）的一侧固定连接有上料箱（15），所述上料箱（15）内壁的背面通过连接架固定连接有上料电机（16），且上料电机（16）输出轴的一端通过联轴器固定连接有传动杆（17），所述传动杆（17）的底端通过轴承与上料箱（15）内壁的底部转动连接，且传动杆（17）的外表面固定连接有蜗轮（18）；

所述底板（1）的顶部且位于机箱（3）的一侧通过支撑架活动连接有原料滚辊（22），所述机箱（3）的一侧且位于上料箱（15）的底部通过固定架转动连接有张紧滑轮（23）且张紧滑轮（23）的外表面固定连接有压力传感器（24）；

所述机箱（3）的另一侧固定连接有控制箱（27），且控制箱（27）的内部分别固定连接有中央处理器（28）和数据比较器（29），所述控制箱（27）的正面固定安装有控制开关（30），且上料箱（15）的正面固定连接有按键（31）；

所述数据比较器（29）的输入端与压力传感器（24）的输出端连接，所述数据比较器（29）的输出端与反馈模块（32）的输入端连接，且反馈模块（32）、控制开关（30）和按键（31）的输出端均与中央处理器（28）的输入端连接，所述中央处理器（28）的输出端分别与升降电机（5）、移动电机（13）、上料电机（16）、备料投料电机（9）、熔料喷丝器（26）和数据比较器（29）的输入端连接；

所述中央处理器（28）的输入端与电源模块（33）的输出端电性连接，且电源模块（33）的输出端分别与压力传感器（24）、控制开关（30）和按键（31）的输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有备料应急功能的3D打印机，其特征在于：所述上料箱（15）内壁的正面和背面之间通过轴承转动连接有旋转轴（19），且旋转轴（19）的外表面从左至右依次固定连接有上料滚辊（20）和蜗杆套筒（21），所述蜗杆套筒（21）的外表面与蜗轮（18）的外表面啮合。

3.根据权利要求1所述的一种具有备料应急功能的3D打印机，其特征在于：所述机箱（3）内壁的底部通过传动机构活动连接有固定连接有打印平台（25），且传动箱（2）的正面固定连接有熔料喷丝器（26）。

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