CN109130179B - 一种打印机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及打印设备领域，尤其涉及一种打印机，包括机架，机架包括底座、竖向移动机构，竖向移动机构上设有第一横向移动机构，第一横向移动机构上设有第二横向移动机构，第二横向移动机构包括两个绳辊、固定架、打印杆和用于驱动两个绳辊转动的第一电机，两个绳辊上均缠绕有第一拉绳，两个第一拉绳分别在绳辊上的缠绕方向相反，打印杆的中部球铰在固定架上，打印杆的一端设有打印头，两个第一拉绳远离绳辊的一端均固定在打印杆远离打印头的一端上。本方案实现了打印头的倾斜，能够对产品的侧面进行打印。

Description

一种打印机

技术领域

本发明涉及打印设备领域，尤其涉及一种打印机。

背景技术

3D打印机是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种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，通过打印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是通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机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。

现目前的3D打印机的打印头只能沿X方向、Y方向和Z方向三个方向移动，从而实现了将产品一层层的造出来。而打印头不能倾斜，打印头只能呈竖直状态，因此打印头不能对产品的侧面进行打印。故当产品在打印过程中，若产品的侧面出现缺陷，打印头不能对产品的侧面进行修复，从而影响了产品的最终质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种打印机，以实现打印头的倾斜，对产品的侧面进行打印。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种打印机，包括机架，机架包括底座、竖向移动机构，竖向移动机构上设有第一横向移动机构，第一横向移动机构上设有第二横向移动机构，第二横向移动机构包括两个绳辊、固定架、打印杆和用于驱动两个绳辊转动的第一电机，两个绳辊上均缠绕有第一拉绳，两个第一拉绳分别在两个绳辊上的缠绕方向相反，打印杆的中部球铰在固定架上，打印杆的一端设有打印头，两个第一拉绳远离绳辊的一端均固定在打印杆远离打印头的一端上。

本方案的工作原理为：机架用于对整个打印机进行支撑。竖向移动机构用于在机架上实现Z方向的移动，第一横向移动机构用于在竖向移动机构上实现Y方向的移动，第二横向移动机构用于在第一横向移动机构上实现X方向的移动。由于第二横向移动机构位于第一横向移动机构上，第一横向移动机构位于竖向移动机构上，故第一横向移动机构在Y方向移动时，可带动第二横向移动机构一同在Y方向上移动，竖向移动机构在Z方向移动时，竖向移动机构通过第一横向移动机构带动第二横向移动机构在Z方向上移动，因此，通过竖向移动机构和第一横向移动机构实现了第二横向移动机构在X、Y、Z三个方向的移动。打印杆上的打印头用于进行打印。由于打印杆的中部球铰在固定架上，故打印杆可在固定架上摆动。第一电机用于驱动两个绳辊转动，由于两个绳辊上的第一拉绳的缠绕方向相反，故第一电机带动两个绳辊同向转动时，其中一个绳辊对该绳辊上的第一拉绳进行缠绕，该第一拉绳变短，另一个绳辊对该绳辊上的第一拉绳进行释放，该第一拉绳变长。因此，变短的第一拉绳拉动打印杆摆动，使打印杆倾斜，而变长的第一拉绳适应打印杆倾斜，从而不会阻碍打印杆倾斜。通过转换第一电机的转动方向，从而使两个绳辊的转动方向变向，进而使打印杆的倾斜方向发生改变，从而对打印杆的倾斜方向进行控制。

采用上述技术方案时，具有以下有益效果：1、通过本打印机实现了打印杆的倾斜，从而实现了打印头的倾斜，打印杆在打印过程中不是只处于竖直状态，倾斜的打印头可对产品的侧面进行打印，解决了现有技术中产品的侧面无法打印的问题，利于提高产品的打印质量。2、通过控制电机的转动角度控制绳辊的转动角度，从而控制一个第一拉绳缩短的距离和另一个第一拉绳变长的距离，进而控制打印杆的倾斜角度，实现了打印杆倾斜角度的控制，便于打印杆倾斜角度的调节，利于打印头对产品不同情况下的侧面进行打印。3、通过使电机的转动方向反向从而控制绳辊的转动的变换，从而控制打印杆的倾斜方向的变换，使打印头可变换倾斜的方向，从而利于打印头对产品不同情况下的侧面进行打印，使本打印机适用情况范围更广，更加实用。

进一步，第二横向移动机构还包括均为横向放置的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合，第二齿轮上连接有第二电机，绳辊、第一电机均位于第一齿轮的上端面上，固定架固定在第一齿轮的下端面上，第一齿轮上设有穿孔，打印杆穿过穿孔。打印杆穿过穿孔可球铰在固定架上。第二电机通过第二齿轮可带动第一齿轮转动，从而可通过第一齿轮的转动对打印杆的倾斜方向进一步调节，倾斜的打印杆可跟随第一齿轮转动，从而便于对产品的各个侧面进行打印，由此提高了本打印机的使用范围，使本打印机更具有实用性。

进一步，第一齿轮上设有条形孔，条形孔内滑动连接有两个挤压块，两个挤压块与条形孔的两端之间分别连接有压簧，第一齿轮的上端面上还设有两个转动的滑轮，两个滑轮分别位于条形孔的两端，两个绳辊上均缠绕有第二拉绳，同一绳辊上的第一拉绳和第二拉绳的缠绕方向相同，两个第二拉绳远离绳辊的一端分别与两个挤压块连接，且第二拉绳跨在滑轮上。两个挤压块用于对倾斜的打印杆进行夹持，从而使倾斜的打印杆在对产品的侧面打印过程中打印杆的倾斜角度不变，防止打印杆移动，使打印杆在对产品的侧面打印过程中更加稳定。由于同一绳辊上的第一拉绳和第二拉绳的缠绕方向相同，故其中一个第一拉绳缠绕变短时，位于同一绳辊上的第二拉绳也缠绕变短，该第二拉绳拉动挤压块在条形孔内滑动，挤压块对压簧进行挤压；同理，另一个第一拉绳变长时，位于同一绳辊上的第二拉绳也变长，该第二拉绳将另一个挤压块放松，挤压块在压簧的作用下在条形孔内滑动。由此，实现了两个挤压块的在条形孔内的滑动，使挤压块始终与倾斜的打印杆相抵，保证打印杆的倾斜角度改变时，挤压块也能够与打印杆相抵，保证打印杆的稳定性。

进一步，两个挤压块相互靠近的侧部均设有弧形槽。弧形槽的形状与打印杆的外形相互匹配，从而增大了挤压块与打印杆的接触面积，利于挤压块与打印杆充分接触。

进一步，第一齿轮上设有两个分别位于条形孔两端的绳孔，两个绳孔均与条形孔连通，第二拉绳穿过绳孔进入到条形孔中。由此，可使第二拉绳穿过绳孔进入到条形孔中，并与挤压块连接。

进一步，竖向移动机构包括与底座连接的丝杠。通过调节丝杠可调节竖向移动机构在Z方形上移动。

附图说明

图1为本打印机结构示意图；

图2为本打印机的俯视图；

图3为第二横向移动机构的结构示意图；

图4为图3中第一齿轮的俯视图；

图5为图4中A的局部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：底座1、丝杠2、竖向移动框3、第二横向移动机构4、横杆5、第一齿轮6、固定架7、转动球8、打印杆9、第二电机10、第二齿轮11、第一电机12、皮带13、第一支架14、绳辊15、第一拉绳16、第二拉绳17、滑轮18、第二支架19、皮带轮20、第一连接轴21、第二连接轴22、挤压块23、压簧24、条形孔25、绳孔26。

实施例基本如附图1-图5所示：一种打印机，包括机架，机架包括底座1、竖向移动机构，竖向移动机构上设有第一横向移动机构，第一横向移动机构上设有第二横向移动机构4。竖向移动机构包括竖向移动框3和丝杠2，丝杠2连接在竖向移动框3和底座1之间，通过使丝杠2转动，从而可对竖向移动框3和底座1之间的距离进行调节，从而实现了竖向移动框3的Z方向的移动。结合图2所示，第一横向移动机构包括横向滑动连接在竖向移动框3上的横杆5，竖向移动框3与横杆5的具体滑动连接方式为：竖向移动框3的内壁上设有滑槽，横杆5的两端设有滑动连接在滑槽内的滑块。通过横杆5在竖向移动框3上横向滑动，从而实现了横杆5的Y方向的移动。第二横向移动机构4滑动连接在横杆5上，从而实现了第二横向移动机构4的X方向的移动。本实施例中带动丝杠2转动的动力系统，使横杆5在竖向移动框3上沿Y方向滑动的动力系统以及使第二横向移动机构4在横杆5上沿X方向滑动的动力系统均属于现有3D打印机上的动力系统，技术比较成熟，在此不再赘述。

结合图3-图5所示，第二横向移动机构4包括横向设置的第一齿轮6，两个绳辊15、固定架7、打印杆9和用于驱动两个绳辊15转动的第一电机12，第一齿轮6的上端面上焊接有两个第一支架14，两个第一支架14的顶端均通过销轴转动连接有皮带轮20，皮带轮20均连接有第一连接轴21，绳辊15均焊接在第一连接轴21远离皮带轮20的一端上。两个皮带轮20与第一电机12的输出轴之间均连接有皮带13。第一齿轮6上设有径向设置的条形孔25，条形孔25位于两个绳辊15的下方，条形孔25上滑动连接有两个挤压块23，两个挤压块23相互正对的侧面均设有弧形槽，两个挤压块23与条形孔25的两端之间分别焊接有压簧24。条形孔25的两端均设有焊接在第一齿轮6上的第二支架19，第二支架19上焊接有第二连接轴22，第二连接轴22远离第二支架19的一端通过轴承转动连接有滑轮18。固定架7焊接在第一齿轮6的下端面上，固定架7上球铰有转动球8，转动球8上设有通孔，打印杆9穿过通孔并与通孔焊接，打印杆9的底端为打印头，打印杆9的顶端穿过条形孔25位于第一齿轮6的上方。两个绳辊15上均缠绕有第一拉绳16，左侧的绳辊15上的第一拉绳16顺时针缠绕，右侧的绳辊15上的第一拉绳16逆时针缠绕，两个第一拉绳16远离绳辊15的一端均与打印杆9的顶端连接。两个绳辊15上还均缠绕有第二拉绳17，左侧的第二拉绳17顺时针缠绕在左侧的绳辊15上，右侧的第二拉绳17逆时针缠绕在右侧的绳辊15上。第一齿轮6上设有两个位于条形孔25两端的绳孔26，两个绳孔26均与条形孔25连通，第二拉绳17远离绳辊15的一端穿过绳孔26进入到条形孔25中，且第二拉绳17远离绳辊15的一端与挤压块23连接。

第二横向移动机构4还包括第二齿轮11，第一齿轮6和第二齿轮11啮合，第二齿轮11上连接有第二电机10。

具体实施过程如下：当需要打印头左侧的产品进行打印时，即对产品的右侧面进行打印，启动第一电机12，第一电机12通过皮带13带动两个皮带轮20顺时针转动，两个皮带轮20通过第一连接轴21带动两个绳辊15顺时针转动，右侧的绳辊15将第一拉绳16缠绕起来，右侧的第一拉绳16变短，左侧的绳辊15将第一拉绳16释放，左侧的第一拉绳16变长，由此，打印杆9的顶端在两个第一拉绳16拉力的作用下向右摆动，打印杆9带动转动球8在固定架7上顺时针转动，打印杆9的底端向左摆动。同时，右侧的绳辊15将第二拉绳17进行缠绕，使第二拉绳17变短，第二拉绳17在右侧的滑轮18上滑动，第二拉绳17拉动右侧的挤压块23在条形孔25内向右移动，挤压块23对压簧24进行挤压。而左侧的绳辊15将第二拉绳17释放，使第二拉绳17变长，第二拉绳17在左侧的滑轮18上滑动，左侧的挤压块23在压簧24的作用下向右滑动。由此，实现了两个挤压块23同时跟随打印杆9的上半截向右移动，从而对打印杆9进行挤压，实现对打印杆9的持续稳定夹持。

同理，当需要对打印头右侧的产品进行打印时，即对产品的左侧面进行打印，使第一电机12的转动方向反向，第一电机12通过皮带13带动两个皮带轮20逆时针转动，两个皮带轮20通过第一连接轴21带动两个绳辊15逆时针转动，左侧的绳辊15将第一拉绳16缠绕起来，左侧的第一拉绳16变短，右侧的绳辊15将第一拉绳16释放，右侧的第一拉绳16变长，由此，打印杆9的顶端在两个第一拉绳16拉力的作用下向左摆动，打印杆9带动转动球8在固定架7上逆时针转动，打印杆9的底端向右摆动，从而对产品的左侧面进行打印。同时，左侧的绳辊15将第二拉绳17进行缠绕，使第二拉绳17变短，第二拉绳17在左侧的滑轮18上滑动，第二拉绳17拉动左侧的挤压块23在条形孔25内向左移动，挤压块23对压簧24进行挤压。而右侧的绳辊15将第二拉绳17释放，使第二拉绳17变长，第二拉绳17在右侧的滑轮18上滑动，右侧的挤压块23在压簧24的作用下向左滑动。由此，实现了两个挤压块23同时跟随打印杆9的上半截向左移动，从而对打印杆9进行挤压，实现对打印杆9的持续稳定夹持。

通过调节第一电机12的转动的角度，从而实现对打印杆9转动角度的调节。

另外，通过第二电机10带动第二齿轮11转动，第二齿轮11带动第一齿轮6转动，从而使第一齿轮6带动打印杆9转动，实现了打印杆9倾斜方向的转变，从而利于打印杆9对产品的不同侧面进行打印，提高了本打印机的实用性。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (4)

1.一种打印机，包括机架，所述机架包括底座、竖向移动机构，竖向移动机构上设有第一横向移动机构，第一横向移动机构上设有第二横向移动机构，其特征在于：所述第二横向移动机构包括两个绳辊、固定架、打印杆和用于驱动两个绳辊转动的第一电机，两个绳辊上均缠绕有第一拉绳，两个第一拉绳分别在两个绳辊上的缠绕方向相反，所述打印杆的中部球铰在固定架上，所述打印杆的一端设有打印头，两个第一拉绳远离绳辊的一端均固定在打印杆远离打印头的一端上；所述第二横向移动机构还包括均为横向放置的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合，第二齿轮上连接有第二电机，所述绳辊、第一电机均位于第一齿轮的上端面上，所述固定架固定在第一齿轮的下端面上，所述第一齿轮上设有穿孔，打印杆穿过穿孔；所述第一齿轮上设有条形孔，条形孔内滑动连接有两个挤压块，两个挤压块与条形孔的两端之间分别连接有压簧，所述第一齿轮的上端面上还设有两个转动的滑轮，两个滑轮分别位于条形孔的两端，两个绳辊上均缠绕有第二拉绳，同一绳辊上的第一拉绳和第二拉绳的缠绕方向相同，两个第二拉绳远离绳辊的一端分别与两个挤压块连接，且第二拉绳跨在滑轮上；第一齿轮的上端面上焊接有两个第一支架，两个第一支架的顶端均转动连接有皮带轮，皮带轮均连接有第一连接轴，两个皮带轮与第一电机的输出轴之间均连接有皮带，条形孔的两端均设有焊接在第一齿轮上的第二支架，第二支架上焊接有第二连接轴。

2.根据权利要求1所述的一种打印机，其特征在于：两个挤压块相互靠近的侧部均设有弧形槽。

3.根据权利要求1所述的一种打印机，其特征在于：所述第一齿轮上设有两个分别位于条形孔两端的绳孔，两个绳孔均与条形孔连通，所述第二拉绳穿过绳孔进入到条形孔中。

4.根据权利要求1所述的一种打印机，其特征在于：所述竖向移动机构包括与底座连接的丝杠。

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