CN109311234A - 用于调平3d打印平台的方法和具有可调节水平面的3d平台 - Google Patents

Abstract

一种可调节水平面3D打印平台包括平台(302)、三个支撑立柱以及通过其三个支撑立柱的高度可调节的调节组件(304)。构建平台的底部包括至少一个插口以与三个支撑立柱中的一者的球形端接合，从而实现两点调平。调节组件被构造成使用第一臂(318)和第二臂(320)同时调节至少三个支撑立柱的高度，每个臂在相应枢转点(332,334)处连接到构建平台并且被构造成向支撑立柱施加相应夹紧力。打印平台还包括至少一个传感器调平系统，其布置探头、测量相对探针状态、并且将测量结果与预定的值进行比较。在调平过程期间，3D打印机被构造成提供感觉反馈。

Description

用于调平3D打印平台的方法和具有可调节水平面的3D平台

技术领域

本发明大体涉及调平三维(“3D”)打印平台，并且更具体来说涉及3D打印平台的实现该平台的调平的构型。

背景技术

3D打印或增材制造是基于由数字文件提供的蓝图制成三维立体物体的过程。通过在3D打印机的平台上按一图案策略性地产生增材材料连续层直到形成整个物体来实现所期望3D立体物体的合成。3D物体的合成由提供描述如何形成层的图案的规范的数字文件和用于产生物体的材料驱动。指定设计的数字文件由用户提供，并且由3D打印机读取的数字文件可以包括G代码文件、计算机辅助设计(“CAD”)文件、立体平版印刷(“STL”)CAD文件或通常在增材制造过程中使用的其他文件类型。在一些情况下，数字文件是指新物体的3D模型，但替代性地，数字文件可以是指从3D扫描仪的使用得到的物体的副本。

增材材料的连续层的产生可以例如根据以下中的任一者实施：(1)容器内光聚合、(2)材料喷射、(3)粘合剂喷射、(4)方向能量沉积、(5)粉床熔融、(6)片材层压或(7)材料挤出。用于产生连续层的材料挤出的具体过程可以涉及使用熔融沉积建模(“FDM”)、熔丝制作(“FFF”)或直接油墨书写(“DIW”)来产生顺序沉积物。

用作3D打印机的“油墨”以产生3D物体的材料可以包括例如以下中的任一者：粉末材料、聚合物材料、热塑性塑料、共晶金属、可食用材料、橡胶、雕塑粘土、橡皮泥、金属粘土、陶瓷材料、金属合金、纸张、由陶瓷和金属材料组成的复合材料（“金属陶瓷”）、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、光聚合物、石膏、不锈钢、铝、塑料膜和金属箔。

3D打印机通常受到构建笼罩的保护以免受外部影响，并且在构建笼罩内，3D打印机包括合成过程在其上执行的至少一构建平台。在于构建平台上构建（打印）3D物体之前，应该将构建平台（或构建板）设置为水平状态。

特别是在其中所产生3D物体的精确度重要的应用中，初始化过程和水平状态构建平台的实现至关重要。此外，在一些应用中，构建平台不仅必须初始化到水平状态，并且还必须在打印过程的整个持续时间期间维持水平状态，尽管在构建平台上存在油墨沉积物的重量和/或放置。常规构建平台系统使用误差校正技术来补偿非水平构建平台或者使用基本机械调平技术来试图实现构建平台的水平状态。

第一类常规构建平台系统使用传感器来感测构建平台的不均匀性，并且然后，基于构建平台的所感测状态，改变包括在数字文件中的代码以补偿非水平构建平台，然后执行该代码以用于3D产品的合成。然而，基于所改变代码产生的最终产品对于某些应用来说是不期望的，因为尽管代码改变，但是所产生3D物体的基部并不完全平整。另外，由于在3D物体的基部处提供的图案的偏移，额外偏移误差在整个所打印3D物体中垂直传播。此误差因为在代码中提供的改变校正误差、但是并不实际上在构建平台的水平状态中修复误差而发生。使用第一类常规构建平台系统，构建平台自身在3D物体的整个合成中保持在非水平状态。

第二类常规构建平台系统需要高水平的用户互动或技能。图1是包括可调节构建平台的此3D打印机系统100的透视图。3D打印机系统100包括表面110，该表面是构建平台108的顶部。对于精确打印过程，表面110应该理想地相对于挤出机机头112水平。为了调平顶部表面110，应该调节构建平台108的支撑立柱102、104和106。3D打印机通常封闭在构建笼罩114中，该构建笼罩114通常在前部支撑立柱102和104附近具有单个进入门。

图2绘示用于调节此第二类常规构建平台系统的构建平台的常规过程200。

如框202中所示，为将构建平台放置在水平状态中，用户操纵垫片204（例如，一片笔记本纸）以主观确定在打印平台上的不同位置处挤出机机头206与构建平台208之间的间隙高度。通常，打印平台上的不同位置与支撑构建平台的立柱210, 212, 214正上方的位置一致。例如，框216显示与左前立柱214相关联的调节，框218显示与右前立柱212相关联的调节，并且框220显示与后部立柱210相关联的调节。

在用户在不同取样位置处使用垫片而在视觉上注意到平台与挤出机之间间隙的存在（或其缺少）之后，用户然后通过拧紧和/或松开与相应位置的立柱相关联的弹簧加载螺钉来手动调节构建平台高度。

在一些上下文中，用户基于在挤出机与构建平台之间滑动垫片的尝试来判断此主观确定。基于该尝试，用户可以确定例如没有足够空间来在两个元件之间滑动垫片，并且因此应该降低在此特定位置中的立柱。为降低立柱，用户逆时针方向手动转动与立柱（或立柱自身的基部）相关联的旋钮，直到调平片材装配在这两个元件之间。替代性地，用户可以基于该尝试确定在这两个元件（挤出机和构建平台）之间存在太多空间，并且因此应该升高该特定位置中的立柱。为升高立柱，用户顺时针方向手动转动与该立柱相关联的旋钮，直到水平片材以一些阻力装配在这些元件之间。手动拧紧和/或松开针对立柱中的每个独立实施。通常，至少三个立柱连接到构建平台。

在某些情况下，由第二类常规构建平台系统产生的3D产品可以相对精确，但是最终精确度高度依赖于用户。第二类常规构建平台系统的有经验的用户比偶尔或新手用户更可能获得精确的3D所打印物体。因此，使用第二类常规系统的面向消费者或教学型的3D打印机不太可能可靠地提供精确物体。另外，因环境因素（即，繁频使用、高流量区和/或来自其他机械的振动）而需要定期重新初始化的3D打印机也不太可能可靠地提供精确结果。根据此第二类系统的构建平台的初始化需要大量时间投入并且是乏味的。

此外，第二类常规构建平台系统的用户面临如下额外挑战：封装构建平台的构建笼罩仅在构建笼罩的一侧上具有进入门，从而限制进入构建平台的所有侧面，这使得与进入和后侧立柱相关联的旋钮的手动调节特别具有挑战性。

发明内容

下文是下面详细描述的特定实施例的概述。呈现所述方面仅用于向读者提供这些特定实施例的简要概述，并且这些方面的描述并不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可以包含可能未在下文明确阐述的多种方面。

本发明的实例性实施例减少实现水平状态所需的用户互动，并同时提供高度精确的构建结果，而不管用户的技能水平如何。与常规构建平台系统相比，这些实施例促进实现真正水平状态，使得在平整表面上产生所打印部件的底部。另外，本发明的实例性实施例提供更大程度的进入以控制构建平台的所有立柱，和/或允许同时设置构建平台的所有立柱的高度。尽管构建笼罩施加进入限制，但是实例性实施例仍促进容易进入构建平台调节机构。根据实例性实施例，构建平台在初始化过程期间向用户提供关于构建平台的水平状态的反馈，以促进尽可能客观精确的用户调节。

关于本发明的所述实例性实施例的一般前提是，相对于3D打印机释放油墨的元件（即，打印机机头，诸如挤出机机头）的状态评估打印或构建平台的表面是否是水平的。例如，如果构建平台未相对于挤出机机头的状态初始化到水平状态，则构建平台上的3D物体将很可能不精确地合成。

本发明的实例性实施例涉及一种装置，其包括能够同时调节支撑构建平台的至少三个立柱的摩擦配合的弹簧加载平台。所述装置在构建平台的下方还包括调节装置，其用于降低或升高构建平台直到构建平台处于所期望高度和水平状态。调节装置连接到构建平台的下侧并且连接到支撑构建平台的立柱。当降低或升高构建平台时，调节装置用于脱离或释放将构建平台夹紧到立柱上的特定位置的摩擦力。立柱的弹簧加载特征使得立柱能够在完全释放摩擦夹紧力时全部延伸到最大高度。当构建平台处于适当高度和水平状态时，调节装置用于重新接合将构建平台夹紧到立柱的摩擦力。

根据实例性实施例，摩擦配合的弹簧加载平台是3D打印机的构建平台，并且包括平台表面、至少三个立柱和调节装置。平台表面包括平坦顶侧和平坦底侧。该至少三个立柱连接到平台表面的平坦底侧，并且可在远离和朝向平台表面的平坦底侧的方向上调节该至少三个立柱的相应高度。调节装置连接该至少三个立柱，并且被进一步构造成延伸或压缩该至少三个立柱中的每个的可调节高度，使得平台表面的平坦顶侧相对于打印机机头处于水平状态。

本发明的实例性实施例涉及一种使用上述装置的方法。

本发明的实例性实施例涉及一种被构造成用于3D打印机的初始化的基于传感器的调平系统。该基于传感器的调平系统包括壳体，该壳体封闭或被包括在可移动打印机机头中，并且包括探头、传感器和处理设备，通过该处理设备校准与构建平台的相应部分相关联的不同立柱以实现整体水平状态。

本发明的实例性实施例涉及一种使用上述基于传感器的调平系统的方法。例如，根据实例性实施例，一种用于将3D打印机的构建平台调节到水平状态的方法包括：降低构建平台；布置以通信方式联接到处理设备的探头和传感器；将探头调节到3D打印机的构建笼罩中在构建平台的一部分上方的位置；以及在通过传感器测量探头的特性的同时在该位置处递增地升高构建平台；处理设备将探头的所测量特性与预定的特性进行比较；以及基于探头的特性与预定的特性的比较针对该至少三个立柱中的每个分别设置水平状态，以便实现整体水平状态。

本发明的实例性实施例涉及一种用于在初始化期间调节构建平台的水平状态的两点调平系统。通过使用其中固定长度立柱的球形端插入到构建平台的底侧上的插口枢转点中的球窝布置，指定其中可以通过附接到构建平台的至少两个其他立柱的调节实现水平状态的平面。

关于两点调平系统，本发明的实例性实施例提供一种用于调节3D打印机的平台的水平状态的系统，该调平系统包括：围绕3D打印机的构建笼罩；包括平坦顶侧和具有至少一个插口的平坦底侧的平台；以及至少三个立柱，每个立柱在离构建笼罩的底板相应高度处为平台提供支撑。该至少三个立柱中的一者是固定长度立柱，至少一个插口被构造成接纳该固定长度立柱，并且该固定长度立柱在固定长度立柱的第一端部处包括被构造成与至少一个插口接合的球形枢转接头。

本发明的实例性实施例涉及一种使用上述两点调平系统的方法。

本发明的实例性实施例涉及一种基于反馈的装置，其基于所得到反馈促进支撑构建平台的立柱的手动或自动调节。例如，在实例性实施例中，该装置向3D打印机的用户提供指示平台当前是否太高、太低或水平的感觉反馈或提供指示通过其用户可以实现整体水平状态的运动的反馈。

本发明的实例性实施例涉及一种使用基于反馈的装置的方法，该方法包括将3D打印机的构建平台手动调节到水平状态，该方法包括依次校准支撑3D打印机的构建笼罩中的构建平台的至少三个立柱中的每个以实现整体水平状态。在校准期间，该装置提供向用户指示帮助校准的指令和/或向用户指示关于整体水平状态的进度报告的反馈。

虽然可以独立地描述本发明的实例性实施例的各种方面，但是实例性实施例的组合应理解成在本文中引用。如此，在本文中规定与在本发明内所述的至少摩擦配合的弹簧加载平台、传感器调平系统、两点调平系统和反馈系统相关的特征的任何组合。另外，并且相反地，应理解，虽然可以在与其他特征的组合的上下文中描述特征，但是不同特征可分离，并且对于本发明的功能或有用实施例而言不一定需要或相互依赖。

呈现在上文中描述的方面仅用于提供这些实例性实施例的简要概述，并且这些方面并不旨在限制本公开内容的范围。实际上，本发明还可以包括多种其他方面。基于附图通过某些示例性实施例的以下详细描述进一步阐明本发明的这些和其他特征、方面和优点，在附图中相似符号表示相同部件。

附图说明

图1是包括可调节构建平台的常规3D打印机系统的透视图。

图2示出用于调节常规可调节构建平台的常规过程。

图3是根据本发明的实例性实施例的摩擦加载弹簧构建平台当其处于第一状态时的底视图。

图4是根据本发明的实例性实施例的图3的摩擦加载弹簧构建平台的侧视图。

图5是根据本发明的实例性实施例的图3的摩擦加载弹簧构建平台当其在用户操纵的影响下处于第二状态时的底视图。

图6是示出根据本发明的实例性实施例的用于调节摩擦加载弹簧构建平台的方法的流程图。

图7是示出根据本发明的实例性实施例的构建笼罩中的传感器调平系统的正视图的图示，该系统包括被构造成在初始化过程期间调节构建平台的传感器。

图8是在图7的线“8-8”处截取的传感器和传感器壳体的横截面视图。

图9显示根据本发明的实例性实施例的包括光学传感器的参考图案的探头。

图9A-9C显示根据本发明的实例性实施例的探头，其图案相对于控制参考图案处于各种位置处。

图10是示出用于使用构建笼罩中的传感器调节构建平台的方法的流程图。

图11是根据本发明的实例性实施例的被包括在3D打印系统中的两点调平构建平台的底视图。

图12是示出根据本发明的实例性实施例的两点调平构建平台的两点调节的方法的流程图。

图13是根据本发明的实例性实施例的包括被构造成提供关于构建平台的调平状态的实时反馈的显示器的构建笼罩的正视图。

图14是根据本发明的实例性实施例的示出关于构建平台的调平状态的反馈选项的实例性反馈时间线状态图。

图15是根据本发明的实例性实施例的示出提供关于构建平台的调平状态的实时反馈的方法的流程图。

具体实施方式

下文描述本发明的实例性实施例。为了提供这些实施例的简明描述，在说明书中并不描述实际实施方式的所有特征。应了解，在任何此实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，通常做出许多实施方式特有的决策以实现开发者的特定目标，诸如遵守系统相关和业务相关的约束，这可能因实施方式而不同。此外，应了解，此开发努力可能复杂且耗时，但是对具有本公开的益处的普通技术人员来说将是设计、制作和制造的常规任务。

本发明的实例性实施例涉及在3D打印机的构建平台的顶部表面上相对于打印机机头（诸如挤出机机头）调平或达到水平状态。挤出机在平行于构建平台的顶部表面的平面中和在垂直于构建平台的顶部表面的平面中移动，并且因此，与相对于构建笼罩的基部的绝对水平状态相反，3D打印机构建平台相对于挤出机机头的相对调平应被视为以下实施例的重点。与直接对构建平台的实际表面的调节相反，在不同位置处对构建平台的调平包括调节构建平台上不同位置下方的支撑机构。

图3是根据本发明的实例性实施例的摩擦加载弹簧构建平台系统300的底视图。摩擦加载弹簧构建平台系统300包括构建平台302、调节装置304和三个立柱。该三个立柱包括两个前部立柱306和308以及后部立柱310，其中前部和后部是指相对于进入门的立柱放置。在替代实例性实施例中，可以提供额外立柱或立柱的不同构造，例如，额外后部立柱。例如，在实例性实施例中，调节装置304可以包括一个前部立柱和两个后部立柱。在具有一个前部立柱和两个后部立柱的实例性实施例中，调节装置304由3D打印机中的机构自动致动。调节装置304将构建平台302连接到三个立柱306、308和310。三个立柱306、308和310中的每个包括相应基部，标记为312、314和316。立柱306、308和310的高度各自可调节以增加或减小构建平台302相对于立柱306、308和310的基部312、314和316之间的距离。

具体来说，在实例性实施例中，调节装置304被构造成可用于通过表面340的高度相对于挤出机或其他合成机头的调节来调平构建平台302。例如，调节装置304包括第一臂318和第二臂320。第一臂318与前部立柱306和后部立柱310接合。第二臂320与前部立柱308和后部立柱310接合。调节装置还包括摩擦元件（图3中未显示）和弹簧元件322。弹簧元件322在第一臂318与第二臂320之间，并且与之接合。摩擦元件被定位成在其中臂318和320与立柱306、308和310接合的位置中施加摩擦力。例如，在实例性实施例中，摩擦垫定位在第一臂318与前部立柱306之间。在一些实施例中，摩擦元件联接到相应臂318/320，并且在其他实施例中，摩擦元件联接到相应立柱306、308和310。在实例性实施例中，摩擦元件包括橡胶和/或泡沫或者由橡胶和/或泡沫制成。

在所示出实例性实施例中，在臂318的第一端部处在接近于弹簧元件322的区中，第一杠杆柄部324从第一臂318突出，并且在臂320的第二端部处在接近于弹簧元件322的区中，第二杠杆柄部326从第二臂320突出。杠杆柄部324和326可以压紧在一起以压缩弹簧元件322，这直接释放由摩擦垫施加在前部立柱306和308上的摩擦力。当释放杠杆柄部324和326从而允许弹簧元件322恢复到最大延伸的状态时，来自摩擦垫的摩擦力被重新施加到前部立柱306和308。

在实例性实施例中，使用杠杆柄部324和326接合或脱离弹簧元件322会如下进一步间接改变施加在后部立柱310上的力。销328和330分别设置在第一臂318上的第一枢转点332和第二臂320上的第二枢转点334处。销328和330压配合或机加工以与第一臂318和第二臂320接合。

当向内（即，远离立柱306并且朝向杠杆柄部326）压紧第一臂318的杠杆柄部324时，第一臂318在第一枢转点332处围绕销328旋转，从而致使第一臂318的后部区段336远离立柱310移位。类似地，当向内（即，远离立柱308并且朝向杠杆柄部324）压紧第二臂320的杠杆柄部326时，第二臂320在第二枢转点处围绕销330旋转，从而致使第二臂320的后部区段338远离立柱310移位。后部区段336和338远离立柱310的移位从与后部立柱310的接合释放相应摩擦元件。

图4是根据本发明的实例性实施例的图3的摩擦加载弹簧构建平台300的侧视图。类似地针对立柱306设置在图4中关于立柱308描述和标记的特征件（元件410、412和414）。立柱基部314是立柱308靠在3D打印机中的构建笼罩的底部表面上的部分。

在实例性实施例中，立柱308包括立柱本体410。弹簧414在构建平台302的底侧与立柱本体410的顶部之间延伸。弹簧302在远离立柱本体410的方向上偏置平台，通过其，将升高构建平台302的高度。然而，该设备包括用于抵抗由弹簧414施加的力的组件。例如，在实例性实施例中，立柱308包括夹紧区域412，第二臂320在该夹紧区域412上施加夹紧力，从而抵抗由弹簧414施加的力使立柱308保持在适当位置。例如，在实例性实施例中，立柱带滚花、带螺纹或以其他方式纹理化以增加摩擦系数，以便允许压缩垫更好地抓住立柱308。替代性地，立柱308可以包括垫，第二臂320的带滚花、带螺纹或以其他方式纹理化的部分可以在该垫上施加夹紧力。由第二臂320施加到立柱308上的力抵抗弹簧414的力将立柱308锁定在适当位置。

在实例性实施例中，当夹紧力从立柱308的夹紧区域412释放时，弹簧414扩展到其最大延伸位置。因此，当夹紧力从立柱306/308脱离时，弹簧加载立柱306/308中的每个被构造成扩展到其最大高度。

图5是根据本发明的实例性实施例的摩擦加载弹簧构建平台300的底视图，其显示弹簧322在杠杆柄部324和326的用户操纵的影响下的压缩502，从而朝向彼此挤压杠杆柄部324和326。当压缩弹簧322时，立柱306上第一臂318的摩擦力和立柱308上第二臂320的摩擦力被释放，响应于此，弹簧414致使立柱306和308远离构建平台302移位。与立柱306和308上由臂318和320施加的摩擦力的脱离同时，也释放已经类似地由臂318和320的后部区段336和338施加在后部立柱310上的摩擦力。特别地，摩擦元件与后部立柱310的脱离由第一臂318和第二臂320中的每个的后部区段336和338在与压缩502的方向相反的方向上被拉离后部立柱310引起。

图6是示出根据本发明的实例性实施例的用于调节摩擦加载弹簧构建平台的过程600的流程图。过程600例如响应于触发（诸如打印机系统启动、由3D打印机系统的用户发起的提示、3D打印机请求的新作业或3D打印机请求的特别分类类型的新作业，例如，分类为需要高精确度的新作业）在602处开始。

在604处，该方法确定3D打印平台的表面是否是水平的。可以根据上文所述方法或者根据本技术中的其他已知调平确定来执行对3D打印平台的表面是否是水平的确定。例如，在实例性实施例中，线性光学传感器在上文所述基于传感器的调平系统中用于确定平台是否是水平的。在其他实例性实施例中，实现其他传感器或方法以确定平台是否是水平的。

如果604处的确定是平台不是水平的，则过程以606继续。如果604处的确定是平台是水平的，则过程在616处结束。可选地，替代在604处平台被确定为水平的之后结束，过程继续到614，其根据可由3D打印机内的处理设备或用户确定的需求发起。例如，在实例性实施例中，在其中平台是水平的情况下，处理设备通过访问关于构建平台与挤出机机头之间的间隙的信息以及指定设计的数字文件可以确定，对于即将到来的构建，在构建平台的表面与挤出机机头之间没有足够空间。处理设备通知用户空间不足，这促使618-622。替代性地，处理设备通过致动构建笼罩内的额外机械装置来发起618-622。替代性地，在其中平台是水平的实例性实施例中，用户基于视觉提示或用户借助机械工具（诸如尺子）进行的测量发起614，并且基于设计的已知高度确定在构建平台的表面与挤出机机头之间没有用于即将到来的构建的足够空间。

如果604处的确定是平台不是水平的，则在606处操纵调节装置。在实例性实施例中，打印机系统输出指示平台不是水平的警报，从而促使步骤606的实施。在其它实施例中，用户手动实施步骤604以手动确定平台不是水平的，并且因此决定实施步骤606-612。在实例性实施例中，步骤606-612被手动实施。在替代实例性实施例中，604处对平台不是水平的确定导致机械触发，其触发步骤606-612的自动实施。

在实例性实施例中，在步骤606处操纵调节装置。在实例性实施例中，该操纵涉及例如如图5中所示的挤压调节装置的杠杆柄部。

由于在606处对调节装置的操纵，在608处，调节装置的弹簧被压缩并且摩擦垫与支撑构建平台的立柱（或者在其中摩擦垫联接到立柱的实施例中，与调节装置的臂）脱离，并且每个立柱的垂直锁定加载弹簧被释放，并且在610处，立柱基于垂直锁定加载弹簧在摩擦垫重新接合之前扩展的程度延伸。在替代实例性实施例中，摩擦垫脱离，并且垂直锁定加载弹簧立即扩展到最大延伸位置。在锁定加载弹簧的最大延伸位置处，立柱中的每个处于最大长度。

在其中立柱延伸部的高度已经改变以使平台610水平之后，在612处重新接合摩擦垫。在实例性实施例中，摩擦垫通过调节装置的重新接合在释放杠杆柄部时发生，从而中断挤压运动。例如，在其中606涉及用户挤压杠杆柄部的实例性实施例中，612在用户释放杠杆柄部时发生。另一方面，在其中606涉及机器实施布置在调节装置的臂之间的弹簧的压缩的实例性实施例中，该机器对挤压运动的中断发生在612处。当挤压运动中断时，摩擦垫在支撑立柱中的每个处重新接合，从而将锁定加载弹簧在立柱内保持在适当位置。

然后可以例如通过向构建平台302的顶部手动施加压力（例如，施加大于弹簧414的力并且足以克服由臂318和320施加在立柱306、308和310上的摩擦力的向下力）而将构建平台302再次降低到所期望位置。一旦移除额外压力，摩擦力便将立柱保持在适当位置。

在一些实例性实施例中，当锁定加载弹簧全部以最大延伸保持在适当位置时，构建平台是水平的并且能够支撑典型所打印3D物体的重量，而不会使所打印3D物体的重量导致立柱的高度的改变。虽然构建水平面可以是与立柱相关的水平面，但其不一定是相对于挤出机的水平面，并且因此需要进一步调节。在需要进一步调节时，根据本文中描述的其他方法执行用于实现水平构建平台的立柱的微调。为确保平台在步骤606-612的实施的紧接在前的迭代中在步骤610处设置的立柱水平面处是水平的，过程600返回到604。

根据实例性实施例，步骤614与步骤604同时执行。在替代实例性实施例中，步骤614在步骤604之前实施。在又一实例性实施例中，并且如图6中所示的，步骤614在步骤604之后实施。如果在614处确定高度调节是必需的，则执行618。如果确定高度调节不是必需的，则过程在616处结束（根据其中在平台已经在604处确定为水平之后实施614的实施例）。在618处，确定是否应该将锁定弹簧加载平台的立柱调节到比其当前延伸程度更低或更高的水平面。如果立柱需要处于更高水平面，则执行步骤606-612。如果立柱需要处于较低长度，则执行620-622。在620处，在不操纵调节装置的情况下，将大于在典型所打印3D物体的重量下施加的力的力例如通过机械组件或通过人向下施加到构建平台的表面上。构建平台上的压力导致锁定加载弹簧抵抗由摩擦垫施加在立柱上的摩擦力压缩，从而逐渐地缩短立柱并且向下推动平台。基于锁定加载弹簧的压缩，在平台的一个或多个位置处向下推动平台以便独立地调节不同立柱的高度。例如，如果确定平台需要在立柱308的区域中降低，则压力施加在例如平台与立柱308的位置相对的顶部上，从而压缩立柱308的弹簧414而不影响其他立柱的高度。在622处，一旦达到所期望高度，便释放向下力，并且摩擦元件抵抗锁定加载弹簧的力将立柱保持在新高度位置处。

图7是根据本发明的实例性实施例的构建笼罩700中的基于传感器的调平系统的正视图，该系统被构造成在初始化过程期间将构建笼罩700中的构建平台702调节到水平状态。传感器调平系统包括从探头壳体710的内部延伸的探头708。在实例性实施例中，探头壳体710是3D打印机的油墨施配元件（诸如挤出机机头）的一部分。探头壳体710可相对于构建平台702的上表面移动。构建平台702由一组立柱支撑，例如，如图7中所示的三个立柱（其中的一者标记为立柱704，并且其描述适用于其他立柱）。在替代实例性实施例中，多于三个立柱支撑构建平台702。立柱704还包括基部706，其抵靠构建笼罩700的基部支撑立柱704。

当基于传感器的调平系统正感测与探头708相关的特征时，探头708在立柱中的一者上方居中。例如，在构建笼罩700中，探头708被绘示为在立柱704上方居中。在感测过程期间，探头壳体710、并且因此联接到探头壳体710的探头708朝向构建平台702降低。在探头708的底部到达构建平台702的表面之后，探头708随着探头壳体710的继续向下运动而随后经受由构建平台702施加的向上力。在实例性实施例中，响应于向上力将探头708向上推入探头壳体710中。在实例性实施例中，当探头撞击构建平台702时，连接到探头708的处理设备确定和记录挤出机机头相对于构建笼罩的内部的高度。在替代实例性实施例中，处理设备确定和记录探头在壳体710中位移的程度以及在壳体内的位移的方向性。为确定当探头撞击构建平台时挤出机机头的高度、探头被推入壳体中的程度或探头在壳体中的位移的方向性，处理设备从探头上或探头壳体中的传感器接收数据。

在其中处理设备连接到探头708并且当探头撞击平台时确定和记录挤出机机头的高度的实例性实施例中，使用第一立柱来校准高度。构建平台702在第一立柱704处降低。通过移动探头壳体710而使探头708在立柱704上方居中。在一些实例性实施例中，升高立柱，使得第一立柱704的高度在降低探头壳体之前将构建平台702移动到所期望高度。探头壳体在立柱704上方降低到构建平台702上。当探头壳体710中的传感器和处理设备检测到探头与构建平台之间的撞击时，探头壳体710的高度被测量和记录为校准高度。通过移动探头壳体710，然后使探头708在剩余立柱中的一者上方居中。探头壳体710移动到校准高度，并且然后构建平台702在相应剩余立柱处升高，直到检测到撞击。针对每个剩余立柱重复该过程。

在实例性实施例中，在立柱中的每个处重复此过程，以便处理设备识别构建平台702的倾斜，响应于其，应该实施调平。

在替代实例性实施例中，系统在探头708与构建平台702之间的接触的影响下感测探头708与探头壳体710之间的偏移，并且使用该信息来高度特异性地确定构建平台702的倾斜。在其中处理设备连接到探头708并且确定壳体中的位移以及壳体内的位移的方向性的实例性实施例中，基于传感器的调平系统在探头已经被向上推动或向下释放之后测量固定参考位置与探头708的位置之间的相对偏移。在实例性实施例中，提供传感器，例如，其附接到探头壳体710中的探头708。根据所安装的具体传感器，基于传感器的调平系统的多种构造是可能的并且在本文中规定。在实例性实施例中，传感器是线性光学传感器，具有预定的反射特性的固定参考图案放置在探头上，并且当探头被压入到壳体中时，线性光学传感器暴露至固定参考图案的特定部分，从而指示探头708已经被向上压入到壳体710中的量。

类似地，可以布置其他传感器，包括至少以下中的任一者：霍尔效应传感器、旋转编码器、线性编码器、微动开关、压力传感器和电容器。对于所布置其他传感器中的每个，为该类传感器所特有的不同参考图案将被设置在探头壳体710中或探头708上，以基于相对探头放置触发传感器上的变化效应。例如，在一些实施例中，霍尔效应传感器的参考图案是指放置在探头上或探头壳体中的磁铁。在一些实施例中，霍尔效应传感器的参考图案是指包括使霍尔效应传感器跳闸的金属组件的塑料探头。然而，光学传感器系统提供胜于其他传感器的优点。例如，霍尔效应传感器是数字开/关设备，而光学传感器系统是可以测量平台距水平状态多远的连续系统，从而使得更容易细化平台的调平。

在实例性实施例中，使用来自处理设备（其从传感器接收数据）的输出来自动操纵构建平台的立柱和/或高度。在替代实例性实施例中，使用来自处理设备（其从传感器接收数据）的输出来向用户提供关于用户应如何手动操纵构建平台的立柱和/或高度的反馈。作为一实例，使用该输出来向用户提供关于是否应该升高或降低立柱高度以实现水平构建平台的反馈。在实例性实施例中，处理设备基于构建平台702的所确定位置与构建平台702的预期位置之间的差别生成输出或调节（多个）高度。

图8是在图7中的线“8-8”的右侧显示的设备的一部分在图7的线“8-8”处截取的横截面视图800。视图800显示探头壳体710的右侧部分804、包括传感器（图7中所示的霍尔效应传感器，但是，如上所述，可以替代地使用其他传感器）和处理设备的芯片812以及探头708。在实例性实施例中，探头壳体710还包括挤出机机头和产生打印材料所需的其他元件。探头壳体710以及任何所连接挤出机元件可相对于构建平台702移动。在实例性实施例中，探头708包括若干组件：构建平台接触部分806、弹性部分808和探头本体810。在实例性实施例中，探头708是金属。在其他实例性实施例中，取决于所使用的传感器，探头可以完全或部分由非金属材料构造而成。

在传感器系统的使用期间，构建平台接触部分806从探头壳体710的底侧并且在朝向构建平台702的方向上突出。当部分806与构建平台702接触时，探头部分806被向上并伸缩地到推入探头本体810中，探头本体810位于探头壳体710中。特别地，弹性部分808被偏置成使得远离探头本体810向外推动接触部分806，但是接触部分806与构建平台702的接触抵抗弹性部分808的偏置力施加力，从而致使接触部分806伸缩到探头本体810中的空腔中并压缩弹性部分808。在实例性实施例中，弹性部分808是围绕探头接触部分806的一区段的弹簧。

在实例性实施例中，在构建平台702的初始化和/或调平期间使用的探头708在构建或打印过程期间完全可缩回到探头壳体710中以避免在打印过程期间对移动的限制。

如上所述，在实例性实施例中，处理设备被包括在探头壳体710内，例如，作为芯片812的一部分。在替代实例性实施例中，处理设备设置在探头壳体710外部，但是以通信方式联接到处理设备的发射器被包括在探头壳体710中或上并且从测量关于探头708的数据的传感器接收数据并将所测量数据发射到外部处理设备。

参考其中基于传感器的调平系统包括线性光学传感器的实例性实施例，在实例性实施例中，当线性光学编码器暴露至光反射固定参考图案的一部分时，传感器将光吸收数据通信到处理设备。处理设备将所接收光吸收数据与其中吸收百分比与平台的位置相关联的一组光吸收数据进行比较。基于该比较，处理设备确定应该如何调节构建平台以实现水平状态。例如，处理设备基于该比较确定应向上或向下调节构建平台并且将该确定以反馈的形式通信到用户。在实例性实施例中，处理器从所测量特性随时间（并且与构建平台的不同调节相关联）的多个样本确定应该如何调节构建平台。

根据其中使用线性光学传感器的实例性实施例，探头708包括参考图案902，例如如图9中所示的。如上文所述的，在实例性实施例中，参考图案包括具有不同光吸收程度的材料，例如，第一材料906和第二材料908。该图案可以具有适于系统校准的任何几何形状，包括例如，通过其改变光反射的对比色。例如，如图9中所示包括白色和黑色部分的图案902提供极端对比色，该极端对比色特别适于此目的。

在实例性实施例中，光学传感器例如设置在壳体710中并且在朝向探头708的方向上聚焦在固定点处。基于探头708相对于传感器聚焦的固定点的当前位置，线性光学传感器检测从图案902反射的光的变化百分比。当探头708向上和/或向下滑动时，基于其相对于构建平台702的位置的位置，光学传感器基于参考图案902暴露至传感器的部分测量反射光的不同百分比。线性光学传感器将测量结果通信到处理设备。处理设备将从传感器提供的输出转换成给用户的探头壳体710的位置所特有的关于平台702的高度和/或水平状态的反馈。

例如，图9A显示当探头708处于其中图案902反射光使得检测到的光为最大值的约50%的第一位置时图案902的传感器的视场910的略图，图9B显示当探头708处于其中图案902反射光使得检测到的光小于最大值的50%的第二位置时图案902的传感器的视场910的略图，并且图9C显示当探头708处于其中图案902反射光使得检测到的光大于最大值的50%的第三位置时图案902的传感器的视场910的略图。

在实例性实施例中，除探头上的图案以外，系统还另外包括例如定位在探头壳体710的内部上的固定参考图案。例如，图9A-9C显示固定控制参考图案904，其总是保持在传感器的视场910中，并且在实例性实施例中是探头808上的图案的补充。在提供固定控制参考图案904的情况下，探头708上的图案902相对于固定图案904移动。这可以用于帮助在空闲（非测量）状态下校准传感器，允许相对于固定图案904而非相对于可能改变的某一预定值关于当前读数的测量和/或控制传感器相对于探头708的移动改变的速率（在此实例中，光强度）。（应注意，在实例性实施例中，还可向在替代实例性实施例中提供的其他类型的传感器（例如，霍尔效应传感器）提供参考。例如，霍尔效应传感器测量磁场的强度，针对其，可以提供由所述传感器在其空闲状态感测的磁场强度作为参考图案，其中“图案”（场强）在探头被压入并且更靠近于传感器移动磁铁或含铁金属时改变，并且处理设备基于与场强直接相关的传感器的输出确定探头的位置。取决于所使用的传感器类型，与可提供传感器测量的任何东西都有关的对应“图案”带有传感器的对应于处于静止或空闲状态的图案的传感器信号。）

在实例性实施例中，系统将立柱中的每个处的高度调节引导成处于一位置，在该位置探头708相对于传感器定位成使得传感器以最大值的大约50%检测光，例如如图9A中所示的。

在实例性实施例中，平台702在立柱中的第一者的位置处被调节到预定位置，例如，在该处检测到最大光的大约50%的位置。系统然后记录平台702例如相对于基部的位置。随后，针对其他立柱中的每个，系统首先调节立柱以使平台702达到所记录水平面，并且然后基于传感器输出，基于所感测光是大于、小于还是大致等于最大光的50%来实施微调校正（或提供引导用户手动实施微调校正的输出）。在第一立柱的所记录位置处的初始放置加速该过程。（替代性地，在每个立柱处独立地实施高度调节，而不参考其他立柱中的任一者处的所记录高度位置。）

在上述实施例中，系统相对于探头壳体将该点中的每个处的调节引导成处于关于探头位置的特定预定位置，例如，处于关于图9A所述的位置。然而，根据替代实例性实施例，系统实现用户首先将立柱中的第一者的位置处平台702的高度调节到所期望位置。系统然后记录该位置的传感器值，例如最大光的75%，并且然后随后将平台在其他立柱中的每个处的定位引导到相同传感器位置，例如，在该处感测到最大光的75%的位置。

图10是示出根据本发明的实例性实施例的用于使用构建笼罩中的传感器调节构建平台的过程1000的流程图。在1002处，过程1000开始。在一些实施例中，过程1000根据触发（诸如打印机系统启动）或根据由3D打印机系统的用户发起的提示在1002处开始。在一些实施例中，过程1000根据从3D打印机请求的新作业或根据从3D打印机请求的特别分类类型的新作业在1002处开始。例如，被分类为需要高精确度的新作业可以自动促使过程1000以在1002处开始。

在开始之后，并且在1004处，确立预定的参考值。在探头放置在与构建平台相对于挤出机机头的适当水平状态相关联的位置中的情况下，预定的参考值对应于将通过布置在探头壳体中的传感器获得的固定参考图案的理想测量结果。在实例性实施例中，50%的光吸收率是预定的参考值。在实例性实施例中，基于构建平台的固定长度立柱的延伸确立预定的参考值。

在1006处，降低构建平台并且从探头壳体布置探头。通过布置探头，探头的一部分被调节成从探头壳体的基部突出。

在1008处，将探头定位在构建平台与构建平台的支撑立柱相关联的未校准区域的上方。在实例性实施例中，为定位探头，移动整个探头壳体。通常通过设计选择首先应校准哪一探头的选择。然而，在实例性实施例中，当如下文所述实现两点调平时，对隔离的球窝立柱（下文所述）的高度的校准在对任何其他立柱的校准之前完成。

在1010处，在探头被适当布置并与构建平台在立柱区域上方的特定部分对齐之后，升高构建平台。在实例性实施例中，缓慢并且以小的递增步长升高构建平台。当升高构建平台时，传感器调平系统例如按上文论述的方式（例如通过光吸收分布）测量探头的相对位置。

在1012处，确定所测量值是否已经达到预定的参考值。在实例性实施例中，将来自传感器调平系统的所测量值与预定的参考值进行比较。在达到预定的参考值之前，在1010处，平台继续升高并且继续进行测量。

一旦所测量值已经达到预定的参考值，过程便进行到1014。在1014处，记录立柱的高度作为经校准水平面。在一些实施例中，记录构建平台的高度作为经校准水平面，并且在一些实施例中，记录构建平台和立柱的高度两者。通过将数据存储在与探头壳体中的处理设备相关联的存储器元件中来记录经校准水平面。

在1016处，确定构建平台与立柱相关联的任何额外区域是否尚未校准。如果无其他立柱需要校准，则过程在1030处结束。如果其他立柱确实需要校准，则过程以1018继续。在1018处，将探头重新定位在构建平台与构建平台的支撑立柱相关联的另一区域的上方。在实例性实施例中，为定位探头，移动整个探头壳体。通过设计选择接下来应校准哪一剩余且未校准探头的选择。

在1020处，一旦探头被重新定位，便将构建平台升高或降低到如在步骤1014中记录的第一立柱的经校准水平面，例如，到在该处相应位置处的立柱的高度与第一立柱的高度相同的位置。在将构建平台升高/降低到经校准水平面之后，传感器调平系统在1022处测量探头的位置。在1024处，针对所测试立柱，确定所测量值是否已经达到预定的参考值。例如，在实例性实施例中，将来自传感器调平系统的所测量值与预定的参考值进行比较。如果尚未达到预定的参考值，则可选地，在1026中向设备的用户提供反馈。

在1028处，基于未能调节到预定的参考值，微调所测试立柱的特定位置处平台的高度。在实例性实施例中，3D打印机的用户例如基于在步骤1026处提供的反馈调节立柱的高度。在可选的1026中，3D打印机向设备的用户提供帮助立柱高度的微调的反馈。在实例性实施例中，该反馈提供在3D打印机的显示器上或通过3D打印机的扬声器提供。在一些实施例中，在该反馈中提供的信息涉及调节的方向性和/或所需调节量。在另一实例性实施例中，平台在必要时根据由3D打印机系统实现的自动化指令升高或降低。在1022处继续进行测量，并且在1024处继续执行比较。

一旦所测试立柱的测量证实所测量值已经达到预定的参考值，则过程返回到1016。在实例性实施例中，在1024与1016的确定之间，特别是在实施例涉及用户调节时，向3D打印机的用户提供如下警报：针对在先前完成的立柱调节中已经校准的相应立柱已经达到预定的参考值。在1016处，根据过程1000检查是否有任何其他立柱需要校准。如果不是，则过程在1030处结束。

图11是根据本发明的实例性实施例的包括在3D打印系统1100中的两点调平构建平台的底视图。

在3D打印系统1100中，构建平台1102提供实现两点调平的构造。此构造在其中仅前部两个立柱可容易调节的受限构建笼罩中特别有用。如所示的，构建平台1102的底部包括三个插口。可调节立柱插入到在本文中被称为前部插口的两个插口1106和1108中。在一些实施例中，1106和1108不是插口，而是在该处可调节前部立柱连接到构建平台1102的连接区域。与插口1106和1108接合的立柱是可调节高度的立柱。在实例性实施例中，可调节高度的立柱是弹簧锁定立柱。

在实例性实施例中，插口1104是枢转接头，固定高度的立柱的球形端可插入到其中，并且在实例性实施例中，球形端可从其移除以便从插口1104移除立柱。在构建平台1102的调节期间，立柱的球形端允许构建平台的表面在必要时基于设置在插口1106和1108中的立柱的可调节高度容易旋转。在实例性实施例中，可插入到插口1104中的立柱是固定高度的立柱，并且在与构建平台的接合之前或期间不调节。在替代实例性实施例中，固定高度的立柱可以在其与插口1104的接合之前或期间设置到变化高度中的一者。在此实例性实施例中，可以使用立柱的可延伸/可缩回部分改变该可设置高度。可以在插入到基于用户偏好和/或设计需求所选择的高度之前改变具有球形端的立柱的高度。

图12是示出根据本发明的实例性实施例的用于图11的两点调平构建平台的两点调节的过程1200的流程图。

在1202处，过程1200开始。在一些实施例中，过程1200根据触发（诸如打印机系统启动）或根据由3D打印机系统的用户发起的提示在1202处开始。在一些实施例中，过程1200根据从3D打印机请求的新作业或根据从3D打印机请求的特别分类类型的新作业在1202处开始。例如，被分类为需要高精确度的新作业可以自动促使过程1200在1202处开始。

在开始之后，并且在1204处，确立构建平台上的插口枢转接头中具有球形端的立柱的固定高度。在一些实施例中，由3D打印系统测量立柱的固定高度。在实例性实施例中，传感器调平系统被实现成确立立柱或立柱上方的构建平台的高度。在一些实施例中，立柱的固定高度由3D打印系统的用户在输入处提供的键入确定。例如，用户可以通过使用设备前部处的触摸屏来键入立柱的高度。

在1206处，将所确立固定高度作为经校准水平面存储在3D打印系统中。在实例性实施例中，传感器调平系统被实现成捕获经校准水平面并且在附接到构建平台的其他立柱处实现经校准水平面高度，例如如关于图10所述的。立柱的所确立固定高度存储在与3D打印机相关联的存储器元件中。例如，在实例性实施例中，立柱的所确立固定高度存储在与传感器调平系统中的处理设备相关联的存储器元件中。在另一实例性实施例中，立柱的所确立固定高度存储在传感器调平系统外部的存储器元件中。

一旦存储固定高度，便确定是否尚未校准构建平台与立柱相关联的任何额外区域。如果无其他立柱需要校准，则过程在1214处结束。如果其他立柱确实需要校准，则过程可以根据可选的1210和/或1212继续进行。在1210处，将来自传感器调平系统的探头重新定位在构建平台与构建平台的支撑立柱相关联的另一区域的上方。在实例性实施例中，为定位探头，移动整个探头壳体。通过设计选择接下来应校准哪一剩余且未校准探头区域的选择。在1212处，将平台升高或降低到经校准水平面。如果已经实施1210，则所布置探头可以帮助平台调节到经校准水平面。替代性地，在1212处，可以手动或自动将平台调节到经校准水平面。

在1212之后，在1208处再次确定是否存在未校准的任何额外立柱区域。如果无其他立柱需要校准，则过程在1214处结束。如果其他立柱确实需要校准，则过程可以根据可选的1210和/或1212再次进行。

如本文中所述，可以通过使用探头和传感器调平系统来执行未校准探头上方的平台的高度到经校准水平面的调节。例如，对于需要调节的每个平台区，将探头定位在未校准立柱区域的上方。在选定的未校准立柱区域处，平台通过使用传感器调平系统进行的一系列周期性感测测量升高到经校准水平面。一旦确定所测量值已经达到与经校准水平面相关联的参考测量结果，则校准需要调节的任何剩余平台区。可以使用关于图10描述的微调来校正所测量值尚未处于参考测量结果的确定。在必要时，自动或手动微调立柱的高度。

图13是根据本发明的实例性实施例的具有用于提供关于构建平台的调平状态的实时反馈的显示器的构建笼罩的正视图1300。

封闭在构建笼罩内的3D打印机显示在正视图1300中。在构建笼罩的前部，不同特征向用户提供关于构建平台的调平状态的实时反馈。在实例性实施例中，构建笼罩的前部包括显示屏1302。在实例性实施例中，构建笼罩的前部包括扬声器1304。在一些实施例中，如图所示的，提供扬声器和显示屏两者。所示显示屏1302是触摸屏，但是例如可以与外部机械按钮相关联的其他非触摸屏可以类似地被包括在3D打印机上。

框1306和1308包括根据本发明的实例性实施例提供在屏幕1302上的实例性数据的较大视图。例如，1306向系统的用户显示构建平台太低的通知，并且进一步展示可以如何进行校正。在实例性实施例中，伴随1306或独立于1306，经由扬声器1304向用户提供详述的类似和/或相关联信息的音频消息。框1308向系统的用户显示如下另一通知：构建平台和系统准备好参与调平验证步骤。通过选择屏幕指示“验证”的部分，可以发起本文中描述成调平平台的任何过程。

在实例性实施例中，构建笼罩的前部还包括音频输入输入端，诸如麦克风。使用音频输入输入端来向3D打印机提供关于验证过程的发起的命令或请求与调平构建平台相关的进一步指令。而且，如1306和1308中所示的，屏幕指示因特网连接。可以根据需要下载或存储与平台调平和/或获得和存储设置以及调平使用率相关的系统更新。

图14是根据本发明的实例性实施例的关于构建平台的调平状态的包括反馈选项的实例性反馈时间线状态图。显示在3D构建平台的调整流程1400期间的实例性显示输出。

在1402、1404、1406和1408中，用户试图相对于探头1410调节构建平台1412以确保构建平台的水平状态。为这样做，用户操纵诸如旋钮1414的调节结构，其经由连接件1416连接到构建平台1412。通过沿第一方向旋转旋钮1414，用户升高构建平台1412。通过沿第二方向旋转旋钮1414，用户降低构建平台1412。

在第一阶段1402中，构建平台系统提供关于构建平台1412相对于探头1410的调平状态的反馈，这可以帮助避免或最小化用户尝试和错误的必要性。在实例性实施例中，听觉反馈由扬声器1422提供。所提供的音频反馈（例如，“嘟嘟—嘟嘟—嘟嘟”1424）指示构建平台的调平状态的精确度。例如，所发出音调（“嘟嘟”）的周期1426指示是否应该降低或升高构建平台。在一些实施例中，所发出音调的音高替代地用于指示是否应该降低或升高构建平台。在实例性实施例中，视觉反馈由显示器1440提供。所提供的视觉反馈以读出信息形式显示。视觉显示的读出信息的形式可以是多种类型中的任一者，例如以仪表1442、量规1444或文本1446的形式。此类读出信息1442、1444和1446指示处于第一阶段中的构建平台的调平状态。在1442中，指示器不居中并朝向仪表的“低”侧偏置。因此，1442的用户应该意识到平台1412的调平状态太低。在一些实施例中，提供音频反馈和视觉反馈两者。

在第二阶段1404中，用户基于从阶段1402提供的反馈进行调节。然而，当平台已经被放置得太低时，1404的用户已经进行已经降低平台1412的调节1418。作为响应，扬声器1422提供音频反馈“嘟嘟—嘟嘟”1428，其指示相对于来自1402的先前位置的更糟调平状态。例如，所发出音调（“嘟嘟”）的周期1430的频率已经降低。来自扬声器1422的所发出音调的频率的降低指示用户应该颠倒施加在旋钮1414上的动作。类似地，经更新视觉反馈由显示器1440提供。如图中所示的，所提供视觉反馈以读出信息形式（包括1442、1444和1446）显示，其指示构建平台的调平状态已经相对于第一阶段更糟。

在第三阶段1406中，用户基于从阶段1404提供的反馈进行调节。1406的用户已经进行已经升高平台1412的适当调节1420。作为响应，扬声器1422提供音频反馈“嘟嘟—嘟嘟—嘟嘟—嘟嘟”1432，其指示相对于来自1404的先前位置（并且相对于对应于1402的先前位置）的经改善调平状态。例如，所发出音调（“嘟嘟”）的周期1434的频率已经增加。来自扬声器1422的频繁发出的音调（但是在校准完成之前）指示用户应该继续施加在旋钮1414上的当前动作。类似地，经更新视觉反馈由显示器1440提供，包括指示构建平台的调平状态已经相对于第二阶段改善的经更新1442、1444和1446。

在第四阶段1408中，用户基于从阶段1406提供的反馈进行调节。1408的用户已经完成已经将构建平台1412调平到必需高度的调节。作为响应，扬声器1422提供音频反馈“嘟…嘟”1436，其指示实现已完成的调平状态。例如，所发出音调（“嘟嘟”）的周期1438具有极高音高。在一些实施例中，在实现水平状态时发出的音调不同于在调节过程期间发出的音调。该音调或来自扬声器1422的所发出音调的极高音高指示用户不应再进一步调节旋钮1414。类似地，经更新视觉反馈由显示器1440提供，其中1442、1444和1446的状态指示已经达到构建平台的调平状态。

图15是示出根据本发明的实例性实施例的提供关于构建平台的调平状态的实时反馈的过程1500的流程图。

在1502处，过程1500开始。在一些实施例中，过程1500根据触发（例如打印机系统启动）或根据由3D打印机系统的用户发起的提示在1502处开始。在一些实施例中，过程1500根据从3D打印机请求的新作业或根据从3D打印机请求的特别分类类型的新作业在1502处开始。例如，被分类为需要高精确度的新作业可以自动促使过程1500在1502处开始。

在开始之后，并且可选地在1504处，确定要调节的立柱的数量。在实例性实施例中，针对校准始终提供相同数量的立柱（即，构建平台具有3个立柱），并且因此跳过1504。在1506处，确定构建平台与立柱相关联的任何区域是否尚未校准。如果所有立柱已经校准，则过程在1516处结束。如果存在确实需要校准的立柱，则过程以1508继续。在1508处，将探头重新定位在构建平台的与待校准构建平台的支撑立柱相关联的区域的上方。在实例性实施例中，为定位探头，移动整个探头壳体。通过设计选择接下来应校准哪一剩余且未校准探头的选择。

在1510处，一旦探头被重新定位，用户便升高或降低构建平台。在1512处，确定所校准立柱的水平状态。在实例性实施例中，确定来自被包括在传感器调平系统中的传感器的所测量值是否已经达到预定的参考值。在实例性实施例中，将来自传感器调平系统的所测量值与预定的参考值进行比较。在达到预定的参考阈值之前，平台继续基于所测量值和在1510中由用户提供的先前运动向用户提供反馈。根据所提供反馈，用户再次有机会在1510中升高或降低构建平台。一旦用户已经基于所提供反馈帮助恰当地校准立柱（如图13中所示的），系统便确定任何其他立柱是否需要调平状态校准。

已经通过实例显示和描述的上述实施例以及其许多优点将通过前述描述理解，并且将显而易见，可以在不偏离所公开主题的情况下或在不牺牲其优点中的一者或多者的情况下对组件的形式、构造和布置作出各种改变。实际上，这些实施例的所述形式仅是解释性的。这些实施例容许各种修改和替换形式，并且以下权利要求旨在包含和包括此类改变，并且并不限于所公开特定形式，而是涵盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等效物和替代物。

即，以上描述旨在是说明性、而非限制性的，并且在特定应用及其要求的上下文中提供。根据前述描述，所属领域的技术人员可以了解，本发明可以以多种形式实现，并且各种实施例可以单独或组合实现。因此，虽然已经结合本发明的特定实例描述了本发明的实施例，但是在本文中限定的一般原理可以在不偏离所述实施例的精神和范围的情况下应用于其他实施例和应用，并且本发明的实施例和/或方法的真实范围并不限于所示和所述实施例，因为在研究附图、说明书和以下权利要求书之后，各种修改对本领域技术人员将变得显而易见。例如，组件和功能性可以与各种所述实施例的方式不同地分离或组合，并且可以使用不同术语描述。这些和其他变化、修改、添加和改进可以落入如在以下权利要求书中限定的本公开的范围内。

Claims (19)

1.一种用于调节三维打印机的平台的水平状态的调平系统，所述调平系统包括：

构建笼罩；

平台，其包括位于所述平台的底部表面中的至少一个插口；以及

至少三个立柱，每个立柱在离所述构建笼罩的底板相应高度处支撑所述平台，其中：

所述立柱中的至少一者是可调节立柱，所述可调节立柱在连接到所述平台时高度可调节；并且

所述立柱中的至少一者是固定立柱，所述固定立柱在所述固定立柱连接到所述平台时高度不可调节，并且所述固定立柱包括被构造成与所述至少一个插口接合的球形枢转接头。

2.根据权利要求1所述的调平系统，其还包括：

探头壳体；以及

从所述探头壳体突出的探头，其中：

所述至少一个可调节立柱包括多个可调节立柱；

所述探头壳体被构造成移位，以便按顺序地使所述探头在所述多个可调节立柱中的相应者的上方居中；并且

所述调平系统被构造成使用所述探头在由所述至少一个固定立柱的高度确立的平面中将所述平台校准至水平状态。

3.根据权利要求1所述的调平系统，其还包括：

调节组件，其被构造成将所述至少一个可调节立柱的高度调节成处于与所述至少一个固定立柱的高度相同的高度，所述调节组件被构造成压缩和扩展所述至少一个可调节立柱以便实现高度调节。

4.根据权利要求3所述的调平系统，其中，所述调节组件包括第一臂和第二臂，其每个包括相应的杠杆柄部并且其每个被构造成向所述可调节立柱中的相应一者施加力。

5.根据权利要求4所述的调平系统，其中，弹簧在水平方向上将所述第一臂弹性地连接到所述第二臂，并且所述可调节立柱中的每个在垂直方向上弹簧加载。

6.一种三维打印机的装置，所述构建平台包括：

平台；

至少三个立柱，每个立柱从其相应的第一端部延伸到其相应的第二端部，在所述第一端部处相应立柱连接到所述平台的底侧，其中所述至少三个立柱中的每个的相应高度可调节；以及

调节组件，其被构造成使所述至少三个立柱相互连接，锁定所述立柱的相应高度，并且释放所述立柱以便调节其相应高度。

7.根据权利要求6所述的构建平台，其中，所述至少三个立柱中的两者是接近于所述平台的前侧的前部立柱，并且所述至少三个立柱中的一者是接近于所述平台的后侧的后部立柱。

8.根据权利要求7所述的构建平台，其中，所述调节组件包括：(i)第一臂，通过其，所述调节组件被构造成连接所述前部立柱中的第一者和所述后部立柱，以及(ii)第二臂，通过其，所述连接组件被构造成连接所述前部立柱中的第二者和所述后部立柱。

9.根据权利要求8所述的构建平台，其中，所述第一臂和所述第二臂中的每个被构造成向(i)所述前部立柱中的相应一者以及(ii)所述后部立柱施加摩擦力。

10.根据权利要求8所述的构建平台，其中，所述第一臂和所述第二臂中的每个在相应枢转点处并且通过相应销连接到所述平台的底侧。

11.根据权利要求6所述的构建平台，其中，所述至少三个立柱各自在垂直方向上弹簧加载。

12.根据权利要求6所述的构建平台，其中，弹簧将所述第一臂弹性地连接到所述第二臂。

13.根据权利要求6所述的构建平台，其中，所述第一臂和所述第二臂中的每个包括相应杠杆柄部。

14.一种用于将三维打印机的构建平台调节到水平状态的方法，所述方法包括：

通过处理设备按顺序地将支撑所述打印机的构建笼罩中的所述构建平台的至少三个立柱中的每个校准至所述水平状态；以及

在所述校准期间，通过联接到所述处理设备的反馈设备提供指示以下中的一者的反馈：给用户的帮助所述校准的指令以及给用户的关于所述水平状态的进度报告。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述校准包括：

降低所述构建平台；

针对所述至少三个立柱中的每个：

将探头调节到所述构建笼罩中在所述构建平台的与相应立柱相关联的相应部分的上方的相应位置；以及

递增地：

在相应位置处升高所述构建平台；

通过传感器测量所述探头的特性；以及

通过所述处理设备将从所述传感器获得的所测量特性与预定特性进行比较；以及

基于相应探头的特性与所述预定特性的所述比较通过停止递增升高来分别设置所述至少三个立柱中的每个的相应高度。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述传感器是线性光学传感器。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述反馈由所述构建笼罩以音频或视觉形式提供在显示设备上。

18.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述至少三个立柱中的第一者的校准之后，对所述至少三个立柱中的其他者的校准基于所述至少三个立柱中的所述第一者已经校准达到的高度。

19.根据权利要求14所述的方法，其中，相对于所述打印机的挤出机机头确定所述构建平台的所述水平状态。