CN108819222A - 一种双摆动三维打印装置及其联动调平方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双摆动三维打印装置及其联动调平方法，属于快速成形技术领域。三维打印装置包括控制单元、机架、打印头、打印平台及联动调平机构；打印头包括头座、打印喷嘴及用于驱动打印喷嘴相对头座绕第一摆动轴摆动的第一摆动机构；打印平台包括台座、支撑平台及用于驱动支撑平台相对台座绕第二摆动轴摆动的第二摆动机构与绕旋转轴旋转的旋转机构；联动调平机构包括用于对台座的倾角进行测量的倾角测量机构、用于对台座两侧上的高度进行调整的高度调整机构及前述第二摆动机构。可通过联动调平机构的调节而提高其打印精度，且基于双摆动的结构设计，有效地提高熔融挤压成形三维打印机的适用范围，可广泛应用于三维物体的高精度成形中。

Description

一种双摆动三维打印装置及其联动调平方法

技术领域

本发明涉及快速成型技术领域，具体地说，涉及一种具有调平机构的双摆动三维打印装置及其联动调平方法。

背景技术

三维打印装置是一种基于三维物体的数字模型，利用成形材料，通过逐层打印的方式构建出三维物体的设备。公告号为CN203779870U、CN107855530A等专利文献中公开了一种三维打印装置，即熔融挤压成形式三维打印装置，其包括打印平台及受行走机构控制而相对打印平台做三维空间运动的打印头，即为三自由度式三维打印装置。

对于前述三自由度式三维打印装置，打印头相对打印平台的运动通常为X-Y-Z三个轴向直线运动式自由度，能够打印出大部分形状的三维物体，但对于一些特殊结构的三维物体，例如三维模型中出现与打印平台相垂直的切片层时，则难以打印，或者对于两切片层间存有大曲率部分，则只能打印出精度较为粗糙的三维物体结构。而且在打印三维物体的过程中，首层切片层的打印质量非常重要，不仅需保证初始打印时挤出头与打印面间的距离小于切片层的层厚，通常为0.1毫米至0.2毫米，还需保证打印平台的打印面的法向沿打印机的坐标系的Z轴布置。

因此，在开始打印前，需对打印平面相对打印头的空间位置进行手动调平，通常为利用水平仪对载物台的水平状态进行测量，并通过调节设于打印平台下方的调节机构，以期实现调平，整个调节过程的时间过长且复杂，难以达到最佳调节精度，很难获取期望的调平效果。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种双摆动三维打印装置，以提高熔融挤压成形式三维打印装置的应用范围；

本发明的另一目的是提供一种适于上述双摆动三维打印装置使用的联动调平方法。

为了实现上述目的，本发明提供的双摆动三维打印装置包括控制单元、机架及安装在机架上的打印头、打印平台与平动行走机构，平动行走机构受控制单元控制的驱动打印头相对机架做三维平动运动；打印头包括头座、安装在头座上的打印喷嘴，及受控制单元控制的驱动打印喷嘴相对头座绕第一摆动轴摆动的第一摆动机构；打印平台包括台座，可绕旋转轴转动地安装在台座上的支撑平台，受控制单元控制的驱动台座绕第二摆动轴摆动的第二摆动机构，及受控制单元控制的驱动支撑平台绕旋转轴转动的旋转机构；第一摆动轴平行于第二摆动轴；支撑平台的台面为打印平台的打印平面，旋转轴的轴向与第二摆动轴的轴向不平行，且垂直于打印平面；联动调平机构包括用于对台座的倾角进行测量的倾角测量机构、高度调整机构及第二摆动机构，高度调整机构受控制单元控制地对台座在与第二摆动轴相垂直的两侧上的高度进行调整。

通过以上运动驱动结构，可使该双摆动三维打印装置实现六个运动自由度，大大扩展了打印装置的适用性及灵活性；且可通过联动调平机构对打印平面的位置进行联动调平处理，有效地确保打印效果；且联动调平机构与其中一个摆动自由度共驱动机构，有效地提高设备结构的紧凑性。

具体的方案为打印喷嘴包括喷嘴摆臂及固定在喷嘴摆臂上的挤出头；第一摆动机构包括接近开关及用于驱动喷嘴摆臂绕第一摆动轴摆动的第一伺服电机；接近开关固设在头座上，且位于喷嘴摆臂的侧旁；在喷嘴摆臂绕第一摆动轴摆动至触发接近开关的位置时，挤出头的出口端面沿水平方向布置。在每次打印完毕后控制单元控制喷嘴摆臂沿规定方向摆动，当喷嘴摆臂靠近接近开关时，接近开关向控制单元输出喷嘴摆臂接近信号，作为控制第一伺服电机停止的触发信号。使用接近开关保证挤出口的出口端面在打印完毕后被调整为沿水平面布置，从而提高打印过程的精度。

优选的方案为高度调整机构包括位于台座两侧的侧高度调整机构；侧高度调整机构包括高度调整伺服电机、高度调整丝杆、与第二摆动驱动轴固定连接的摆动滑块及导向机构；高度调整伺服电机通过连接架与台座固定连接，转子通过联轴器与高度调整丝杆传动连接；摆动滑块为与高度调整丝杆相适配的丝杆螺母；导向机构包括沿高度调整丝杆的长度方向布置的滑轨及布设在滑轨两侧的滑槽轮，滑槽轮可转动地固定在摆动滑块上。使用滑动丝杆传动改变台座和摆动滑块间距，从而对台座两侧高度进行调整，实现联动调平的目的。当联动调平结束后，基于螺旋副的自锁原理，台座与摆动滑块间距保持不变，继而进行三维打印。使用滑动丝杆机构可以提高联动调平过程的精度，且使用两个高度调整机构可以对台座两侧高度进行同时调节，并减少了高度调整的距离，有助于减少联动调平时间，提高联动调平精度。

更优选的方案为在滑轨的一侧，至少配置有两个并排布置的滑槽轮。

另一个更优选的方案为第二摆动机构包括第二伺服电机、摆动小直齿轮与摆动大直齿轮；第二伺服电机固设于机架上，第二伺服电机通过传动轴驱动摆动小直齿轮转动，摆动大直齿轮与摆动小直齿轮啮合，一个摆动滑块通过驱动轴与摆动大直齿轮同轴地转动固连。在台座需进行摆动运动时，第二伺服电机通过一组齿轮传动驱动摆动滑块进行摆动，配置于摆动滑块上的滑槽轮与台座上的滑轨构成移动副，摆动滑块摆动带动滑轨摆动，从而实现台座的摆动运动并避免对高度调整丝杆造成损伤。使用台座作为摆臂支撑平台在为打印平台提供支撑的同时，具有更稳定的摆动结构。

另一个优选的方案为倾角测量机构包括三个能发射不同波长的红外光的光源和四个均能接收到三个光源的光线的光电元件；光源固设于机架上且在垂向上位于台座的下方，且三个光源在安装面内不共线；四个光电元件固设于台座下表面上，且任意三个光电元件在安装面上不共线。光电元件与光源距离越远，采集到的红外光越弱，采样电流越小，根据采样电流大小确定光电元件与光源之间的距离，且光电元件由三个分别套有不同滤光片的小型光电元件组成，从而分别获得与三个光源之间的距离；光源在打印机坐标系下的坐标值在初始化时进行设定，空间中与三个不共线的点成固定距离的点有且仅有两个，且可排除Z轴坐标小于光源的点，所以可以确定光电元件在打印机坐标系下的坐标值。使用光电传感器可以提高坐标测量的精度，且能够动态获取光源的坐标值，可以为打印过程提供动态反馈。

为了实现上述另一目的，本发明提供一种三维打印装置的联动调平方法，该三维打印装置为上述任一技术方案所描述的双摆动三维打印装置，联动调平方法以下步骤：

获取步骤，获取四个光电元件在打印机坐标系下的坐标值P₁＝(P_x1,P_y1,P_z1),P₂＝(P_x2,P_y2,P_z2),P₃＝(P_x3,P_y3,P_z3),P₄＝(P_x4,P_y4,P_z4)，并基于坐标值获取台座相对参考坐标绕第二摆动轴的摆角偏差α与两侧高度偏差ΔH；

调整步骤，通过第二摆动机构驱动台座绕第二摆动轴摆动α角度以消除摆角偏差，及通过高度调整机构同步联合驱动台座两侧高度调整距离ΔH以消除高度偏差。

进一步的方案为基于坐标值获取台座相对参考坐标绕第二摆动轴的摆角偏差α与两侧高度偏差ΔH的步骤包括：

基于下三式计算α与ΔH；

ΔH＝L×sinβ

其中，四个光电元件依序被标号为1号光电元件、2号光电元件、3号光电元件与4号光电元件，x₃₁为打印平面水平布置时3号光电元件与1号光电元件的x坐标值之差，y₃₁为打印平面水平布置时3号光电元件与1号光电元件的y坐标值之差，x₄₂为打印平面水平布置时4号光电元件与2号光电元件的x坐标值之差，y₄₂为打印平面水平布置时4号光电元件与2号光电元件的y坐标值之差，在双摆动三维打印装置初始化时均已设置；P_xi为待联动调平时i号光电元件的x坐标值，P_yi为待联动调平时i号光电元件的y坐标值，P_zi为待联动调平时i号光电元件的z坐标值，i＝(1,2,3,4)，L为所述高度调整机构中的两根高度调整丝杆之间距离。

再进一步的方案为若计算出的α与ΔH的值大于预设阈值，则：

控制第二摆动机构中的伺服电机的转子轴转动角度为

及控制高度调整机构中的伺服电机转子轴的转动角度为

其中，z₁为高度调整机构中的摆动大直齿轮齿数，z₂为高度调整机构中的摆动小直齿轮齿数，P为高度调整机构中的高度调整丝杆导程。

附图说明

图1为本发明实施例中双摆动三维打印装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中送料机构的结构示意图；

图3为本发明实施例中打印头的结构示意图；

图4为本发明实施例中打印平台和联动调平机构的结构分解示意图；

图5为本发明实施例中倾角测量机构的结构示意图；

图6为本发明实施例中的计算原理示意图；

图7为本发明实施例中的调整步骤示意图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

本发明主要对驱动打印喷嘴相对打印平台做多自由度运动的行走机构的结构进行改进并提供了一种适用于该结构的联动调平方法，以能驱动打印喷嘴相对打印平台进行六自由度运动并对打印平台进行联动调平，从而提高该双摆动三维打印装置的适用范围，并减少联动调平所需时间，提高三维打印过程的精度，至于挤出头的结构可参照现有产品进行设计。

实施例

参见图1、图2及图3，本六自由度三维打印装置1包括控制单元、机架2、打印头5及安装在机架2上的平动行走机构3、送丝机构4、打印平台6、调平机构7、倾角测量机构8。控制单元包括处理器与存储器，存储器存储有计算机程序。

平动行走机构3，包括垂向行走机构31、横向行走机构32、纵向行走机构33及用于固定丝杆和导杆的轴承座34。

垂向行走机构31受垂向步进电机311驱动，控制打印头5相对机架2沿图示的Z轴平动。参见图1，具体的为，垂向行走机构31包括两个垂向步进电机311、两根垂向丝杆312、四根垂向导杆313、两个与垂向丝杆312旋合的垂向滑块316、四个支撑块315及支撑架314，固设在机架2上的两个垂向步进电机311通过联轴器分别驱动两根垂向丝杆312同步转动，带动固设于支撑架314上的垂向滑块316相对机架2沿图示的Z轴平动，从而带动打印头5相对机架2沿图示的Z轴平动。

横向行走机构32受横向步进电机321驱动，控制打印头5相对机架2沿图示的X轴平动。参见图1，具体的为，横向行走机构32包括两个横向步进电机321、两根横向丝杆322、两根直线导轨323、两个与横向丝杆322旋合的横向滑块323，固设在支撑架314上的两个横向步进电机321通过联轴器分别驱动两根横向丝杆322同步转动，带动与直线导轨323构成移动副的横向滑块323沿图示的X轴平动，从而带动打印头5相对机架2沿图示的X轴平动。

纵向行走机构33受纵向步进电机331驱动，控制打印头5相对机架2沿图示的Y轴平动。参见图1，具体的为，纵向行走机构33包括纵向步进电机331、纵向丝杆333、纵向导杆334、与纵向丝杆333旋合的纵向滑块332，固设在横向滑块323上的纵向步进电机331通过联轴器驱动纵向丝杆333转动，带动与固定于横向滑块323之间的纵向导杆334构成移动副的纵向滑块332沿图示的Y轴平动，从而带动打印头5相对机架2沿图示的Y轴平动。

送料机构3包括送料支撑架45、卷盘46、卷盘架47、动力装置41、送料主动轮42、送料从动轮44及柔性导管43。送料支撑架45和键盘架47固定于机架2上，缠有丝料的卷盘46安装在卷盘架47的转轴上。动力装置41受送料步进电机411驱动，以控制送料主动轮42和送料从动轮44驱动缠绕于卷盘46上的丝料进入柔性导管43。参见图2，具体的为，动力装置41包括送料步进电机411、送料小直齿轮412及送料大直齿轮413。送料步进电机411固定于送料支撑架45上，送料小直齿轮412与送料步进电机411转轴固连在一起，与送料小直齿轮412相啮合的送料大直齿轮413固定于送料主动轮42轴上，送料主动轮42和送料从动轮44与送料支撑架45通过轴承传动配合。送料主动轮42通过送料步进电机411驱动及齿轮组412、413传动完成转动运动，从而驱动缠绕于卷盘46上的丝料进入柔性导管43。两个啮合的标准直齿轮中心距为35mm，模数均为1，变位系数均为0，送料小直齿轮412齿数为14，送料大直齿轮413齿数为56，即两者间的传动比为1:4。

打印头5包括头座51、打印喷嘴53、第一摆动机构52。其中打印喷嘴53包括喷嘴摆臂531和挤出头532，挤出头532和喷嘴摆臂531通过螺纹进行连接，柔性导管43与挤出头532连通，头座51固定于纵向滑块332上。第一摆动机构52受第一伺服电机521驱动，以控制打印喷嘴53相对于打印头5的头座51绕Y轴做摆动运动并利用接近开关522在每次打印完毕后进行打印喷嘴53的调竖直过程。参见图3，具体的为，第一摆动机构52包括第一伺服电机521和接近开关522。第一摆动机构52固定于头座51上，喷嘴摆臂531与头座51通过轴承转动配合且喷嘴摆臂531的轴与第一伺服电机521的转轴通过联轴器固连在一起。打印喷嘴53通过第一伺服电机521驱动完成绕头座51的Y轴摆动运动。而且在每次打印完毕后控制单元控制喷嘴摆臂531绕Y轴正向摆动，当喷嘴摆臂531靠近接近开关522时，接近开关522向控制单元输出喷嘴摆臂531接近信号，作为控制第一伺服电机521停止的触发信号。使用接近开关522保证挤出口的出口端面在打印完毕后被调整为沿水平面布置。

打印平台6包括台座61、支撑平台64、第二摆动机构62和旋转机构63，支撑平台64通过圆锥滚子轴承634安装于台座61上。

第二摆动机构62受第二伺服电机621驱动，以控制台座61相对机架2做摆动运动，从而驱动支撑平台64绕Y轴摆动。参见图4，具体的为，第二摆动机构62包括第二伺服电机621、摆动小直齿轮622、摆动大直齿轮623、右侧摆动滑块624、左侧摆动滑块625。第二伺服电机621固连于机架2上，摆动小直齿轮622与第二伺服电机621转轴固连在一起，与摆动小直齿轮622相啮合的摆动大直齿轮623固定于右侧摆动滑块624轴上。摆动滑块624和625与机架2上导孔通过轴承传动配合。右侧摆动滑块624和左侧摆动滑块625上的四个滑槽轮与台座61上的滑轨611构成移动副，且利用丝杆711的自锁作用保证打印过程中摆动滑块624和625相对于滑轨611不移动。右侧摆动滑块624通过第二伺服电机621驱动级齿轮组622、623传动完成摆动运动，以控制台座61相对机架2做摆动运动，从而驱动支撑平台64绕Y轴摆动。两个啮合的标准直齿轮中心距为70mm，模数均为2，变位系数均为0，摆动小直齿轮622齿数为14，摆动大直齿轮623齿数为56，即两者间的传动比为1:4。

旋转机构63受第三伺服电机621驱动，以控制支撑平台64相对台座61做旋转运动。在支撑平台64的打印面法向沿Z轴布置时，支撑平台具有绕Z轴转动的自由度。参见图4，具体的为，旋转机构63包括第三伺服电机321、旋转主动锥齿轮632、旋转从动锥齿轮633和圆锥滚子轴承634。第三伺服电机621固连于台座61上，旋转主动锥齿轮632与第三伺服电机621转轴固连在一起，与旋转主动锥齿轮632相啮合的旋转从动锥齿轮633固定于支撑平台64中心下方的轴上。支撑平台64通过圆锥滚子轴承634与台座61中心轴承孔座构成转动副。支撑平台64通过第三伺服电机621驱动及齿轮组632、633传动完成旋转运动。两个啮合的标准直齿锥齿轮的两轮轴线夹角为90°，模数均为1，旋转主动锥齿轮632齿数为25，旋转从动锥齿轮633齿数为75，即两者间的传动比为1:3。

即平动行走机构3、第一摆动机构52、第二摆动机构62、旋转机构63驱动打印喷嘴52相对支撑平台64做五自由度运动，包括三个相互正交的平动自由度、一个转动自由度和一个摆动自由度。

调平机构7包括高度调整机构71和第二摆动机构62。高度调整机构71受高度调整伺服电机711驱动，控制台座61两侧与摆动滑块624、625之间的距离调整。参见图4，具体的为，高度调整机构71包括两个高度调整伺服电机713、两根高度调整丝杆711、连接架712。高度调整伺服电机713通过连接架712与台座61固连，摆动滑块624、625与高度调整丝杆711旋合且中心位置保持不变。两个高度调整伺服电机713分别通过联轴器驱动两根高度调整丝杆711转动，带动台座61两侧分别沿丝杆方向平动，从而调整台座61两侧与摆动滑块624、625之间的距离，实现台座61两侧高度联动调平。当联动调平结束后，基于螺旋副的自锁原理，台座61与摆动滑块624、625间距保持不变。

倾角测量机构8包括三个光源82、四个光电元件81。光源82固设于台座下方的机架上，且三个光源82在水平面内不共线，四个光电元件81固设于台座61下表面，且任意三个光电元件81在下表面上不共线。参见图5，具体的为，三个光源82分别发射不同波长的红外光，每个光电元件81由三个分别套有不同滤光片的小型光电元件组成，分别识别三个光源82所发射的不同波长的红外光。光电元件81与光源82距离越远，采集到的红外光越弱，采样电流越小，根据采样电流大小确定光电元件81与光源82之间的距离。光源82在打印机坐标系下的坐标值在初始化时进行设定，空间中与三个不共线的点成固定距离的点有且仅有两个，且可排除Z轴坐标值小于光源82的点，所以可以确定光电元件81在打印机坐标系下的坐标值。

由于在本发明中支撑平台具有摆动自由度和旋转自由度，需要一种相应的联动调平方法。对前述双摆动三维打印装置的支撑平台64进行联动调平的步骤包括获取步骤S1、判断步骤S2及调整步骤S3。

获取步骤S1，获取四个光电元件的在打印机坐标系下的坐标值P₁＝(P_x1,P_y1,P_z1),P₂＝(P_x2,P_y2,P_z2),P₃＝(P_x3,P_y3,P_z3),P₄＝(P_x4,P_y4,P_z4)，并基于所述坐标值获取所述台座相对参考坐标绕所述第二摆动轴的摆角偏差α与两侧高度偏差ΔH；

具体计算原理为：

参见图6及图7，c₁绕向量a₁旋转α得到c,a为与向量a₁平行的单位矢量，b₂与b₁垂直。c＝a₂+b,a₂＝a·c₁,b₂＝a×b₁,b＝b₁×cosα+b₂×sinα。

令a＝(a_x,a_y,a_z)，c₁＝(1,0,0),代入可得 将c^T作为旋转矩阵的第一列。令c₁＝(0,1,0)可得旋转矩阵的第二列，令c₁＝(0,0,1)可得旋转矩阵的第三列。

最终得到旋转矩阵

其中s＝sinα,c＝cosα。

对于任意c₁绕向量a旋转α至c符合

具体计算方案为：

双摆动三维打印装置初始化时进行测量，获取支撑平台64位于水平时位于平台对角的3号光电元件和1号光电元件的x坐标值和y坐标值的差x₃₁，y₃₁和位于平台另一对角的4号光电元件和2号光电元件的x坐标值和y坐标值的差x₄₂，y₄₂。

先考虑支撑平台64倾斜时由于台座两侧高度偏差而产生的矢量变化，矢量a₃₁的矢量变化可视为矢量a₃₁＝(x₃₁,y₃₁,0)绕矢量(1,0,0)旋转β得到矢量a′₃₁，旋转矩阵

然后考虑支撑平台64倾斜时由于第二摆动机构摆动角度偏差而产生的矢量变化，可视为矢量a′₃₁绕矢量(0,cosβ,sinβ)旋转α得到矢量a″₃₁＝(P_x3-P_x1，P_y3-P_y1，P_z3-P_z1)，旋转矩阵

根据旋转矩阵原理，

根据矩阵相乘法则可得

代入化简得：

2号光电元件和4号光电元件同理可得

联立两矩阵方程可得α和β的唯一解，且ΔH＝L×sinβ。

其中，四个光电元件依序被标号为1号光电元件、2号光电元件、3号光电元件与4号光电元件，x₃₁为打印平面水平布置时3号光电元件与1号光电元件的x坐标值之差，y₃₁为打印平面水平布置时3号光电元件与1号光电元件的y坐标值之差，x₄₂为打印平面水平布置时4号光电元件与2号光电元件的x坐标值之差，y₄₂为打印平面水平布置时4号光电元件与2号光电元件的y坐标值之差，在双摆动三维打印装置初始化时均已设置；Pxi为待联动调平时i号光电元件的x坐标值，P_yi为待联动调平时i号光电元件的y坐标值，P_zi为待联动调平时i号光电元件的z坐标值，i＝(1,2,3,4)。L为所述高度调整机构中的两根高度调整丝杆之间距离。

基于上式获取台座61相对参考坐标绕第二摆动轴的摆角偏差α与两侧高度偏差ΔH。

判断步骤S2，基于坐标值获取台座61相对参考坐标绕第二摆动轴的摆角偏差α与两侧高度偏差ΔH，若α与ΔH的值大于预设阈值，则进行调整步骤S3；

调整步骤S3，通过调整步骤，可更快地将支撑平台64打印面的法向调整至与打印机坐标系的Z轴相匹配，以达到更好的联动调平效果。

步骤具体包括：

控制第二伺服电机621的转子轴转动角度为

控制高度调整伺服电机713转子轴的转动角度为

其中，

z₁为摆动大直齿轮623齿数，

z₂为摆动小直齿轮622齿数；

L为两根高度调整丝杆711之间距离，

P为高度调整丝杆711导程。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双摆动三维打印装置，包括控制单元、机架及安装在所述机架上的打印头、打印平台、平动行走机构与联动调平机构，所述平动行走机构受所述控制单元控制的驱动所述打印头相对所述机架做三维平动运动；

其特征在于：

所述打印头包括头座，安装在所述头座上的打印喷嘴，及受所述控制单元控制地驱动所述打印喷嘴相对所述头座绕第一摆动轴摆动的第一摆动机构；

所述打印平台包括台座，可绕旋转轴转动地安装在所述台座上的支撑平台，受所述控制单元控制地驱动所述台座绕第二摆动轴摆动的第二摆动机构，及受所述控制单元控制地驱动所述支撑平台绕所述旋转轴转动的旋转机构；所述第一摆动轴平行于所述第二摆动轴；；所述支撑平台的台面为所述打印平台的打印平面，所述旋转轴的轴向与所述第二摆动轴的轴向不平行，且垂直于所述打印平面；

所述联动调平机构包括用于对所述台座的倾角进行测量的倾角测量机构、高度调整机构及所述第二摆动机构，所述高度调整机构受所述控制单元控制地对所述台座在与所述第二摆动轴相垂直的两侧上的高度进行调整。

2.根据权利要求1所述的双摆动三维打印装置，其特征在于：

所述打印喷嘴包括喷嘴摆臂及固定在所述喷嘴摆臂上的挤出头；所述第一摆动机构包括接近开关及用于驱动所述喷嘴摆臂绕所述第一摆动轴摆动的第一伺服电机；所述接近开关固设在所述头座上，且位于所述喷嘴摆臂的侧旁；

在所述喷嘴摆臂绕所述第一摆动轴摆动至触发所述接近开关的位置时，所述挤出头的出口端面沿水平方向布置。

3.根据权利要求1或2所述的双摆动三维打印装置，其特征在于：

所述高度调整机构包括位于所述台座两侧的侧高度调整机构；

所述侧高度调整机构包括高度调整伺服电机、高度调整丝杆、与第二摆动驱动轴固定连接的摆动滑块及导向机构；

所述高度调整伺服电机通过连接架与所述台座固定连接，转子通过联轴器与所述高度调整丝杆传动连接；

所述摆动滑块为与所述高度调整丝杆相适配的丝杆螺母；

所述导向机构包括沿所述高度调整丝杆的长度方向布置的滑轨及布设在所述滑轨两侧的滑槽轮，所述滑槽轮可转动地固定在所述摆动滑块上。

4.根据权利要求3所述的双摆动三维打印装置，其特征在于：

在所述滑轨的一侧，至少配置有两个并排布置的所述滑槽轮。

5.根据权利要求3所述的双摆动三维打印装置，其特征在于：

所述第二摆动机构包括第二伺服电机、摆动小直齿轮与摆动大直齿轮；

所述第二伺服电机固设于所述机架上，所述第二伺服电机通过传动轴驱动所述摆动小直齿轮转动，所述摆动大直齿轮与所述摆动小直齿轮啮合，一个所述摆动滑块通过驱动轴与所述摆动大直齿轮同轴地转动固连。

6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的双摆动三维打印装置，其特征在于：

所述倾角测量机构包括三个能发射不同波长的红外光的光源和四个均能接收到三个所述光源的光线的光电元件；

所述光源固设于所述机架上且在垂向上位于所述台座的下方，且三个所述光源在安装面内不共线；

四个所述光电元件固设于所述台座下表面上，且任意三个所述光电元件在安装面上不共线。

7.一种三维打印装置的联动调平方法，所述三维打印装置为权利要求6所述的双摆动三维打印装置，其特征在于，所述联动调平方法包括以下步骤：

获取步骤，获取四个所述光电元件在打印机坐标系下的坐标值P₁＝(P_x1，P_y1，P_z1)，P₂＝(P_x2，P_y2，P_z2)，P₃＝(P_x3，P_y3，P_z3)，P₄＝(P_x4，P_y4，P_z4)，并基于所述坐标值获取所述台座相对参考坐标绕所述第二摆动轴的摆角偏差α与两侧高度偏差ΔH；

调整步骤，通过所述第二摆动机构驱动所述台座绕所述第二摆动轴摆动α角度以消除所述摆角偏差，及通过高度调整机构同步联合驱动所述台座两侧高度调整距离ΔH以消除所述高度偏差。

8.根据权利要求7所述的联动调平方法，其特征在于，所述基于所述坐标值获取所述台座相对参考坐标绕所述第二摆动轴的摆角偏差α与两侧高度偏差ΔH的步骤包括：

基于下三式计算α与ΔH；

ΔH＝L×sinβ

其中，四个光电元件依序被标号为1号光电元件、2号光电元件、3号光电元件与4号光电元件，x₃₁为打印平面水平布置时3号光电元件与1号光电元件的x坐标值之差，y₃₁为打印平面水平布置时3号光电元件与1号光电元件的y坐标值之差，x₄₂为打印平面水平布置时4号光电元件与2号光电元件的x坐标值之差，y₄₂为打印平面水平布置时4号光电元件与2号光电元件的y坐标值之差，在双摆动三维打印装置初始化时均已设置；P_xi为待联动调平时i号光电元件的x坐标值，P_yi为待联动调平时i号光电元件的y坐标值，P_zi为待联动调平时i号光电元件的z坐标值，i＝(1，2，3，4)，L为所述高度调整机构中的两根高度调整丝杆之间距离。

9.根据权利要求8所述的联动调平方法，其特征在于，若计算出的α与ΔH的值大于预设阈值，则：

控制所述第二摆动机构中的伺服电机的转子轴转动角度为

及控制所述高度调整机构中的伺服电机转子轴的转动角度为

其中，z₁为所述高度调整机构中的摆动大直齿轮齿数，z₂为所述高度调整机构中的摆动小直齿轮齿数，P为所述高度调整机构中的高度调整丝杆导程。