CN109927292A - 一种三维直线式机械臂3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三维直线式机械臂3D打印机，包括主工作台和置于主工作台下方的分工作台，主工作台顶部一侧两端设有Z轴立柱，两个支撑柱上均设有第五滑台，两个Z轴立柱上设有第一滑台和第二滑台，两个第一滑台之间设有X轴转杆，两个第二滑台之间设有定位杆，X轴转杆上设有第三滑台，第三滑台底部焊接与定位杆滑动连接的第四滑台，第三滑台一侧设有与第三滑台焊接的连接台，连接台一侧设有Y轴电动伸缩杆，Y轴电动伸缩杆末端设有转换台，转换台一侧设有延长电动伸缩杆，延长电动伸缩杆末端设有打印台。本发明所述的打一种三维直线式机械臂3D打印机，打印台在三维空间中做直线运动，运行平稳，移动距离更加精确，一定程度上提高打印精度。

Description

一种三维直线式机械臂3D打印机

技术领域

本发明属于3D打印设备技术领域，尤其是涉及一种三维直线式机械臂3D打印机。

背景技术

3D打印技术是一种通过将原材料层层堆叠形成零件和产品的方法，同传统减材制造方法相比，无需复杂的机械加工或模具，能够高效制造出任意复杂形状的零件。3D打印开始在机械制造、教育、医疗、艺术等各行各业逐步得到应用，3D打印可以制造的产品包括飞机、汽车零部件、人体骨骼、人体器官等。未来3D打印必将同更多行业结合，得到更为广泛的应用，使其不再局限于小型物体的打印，也可打印较大型的物体，并且能够提高打印的质量，使之能够投入应用。故现今社会对3D打印有着越来越多的要求。中国专利201320323467.0公开了一种3D打印机机械臂，通过一种简单的结构实现了打印枪可全向360度无死角的旋转，可以打印相当复杂的产品。由于采用的技术成熟，结构简单，成本相对低廉，十分适于大范围的推广和使用。但是它沿轴向的震动较大，这样对于精确到微米级的3D打印十分受影响，打印稳定性也较差，而且打印产品局限于工作台上，仅能打印小型的物体，对于大型物体的打印有着先天性的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种三维直线式机械臂3D打印机，以使其的工作范围不仅仅不限于工作台上，还可脱离工作台进行物体的打印，同时使其可在三维空间中自由移动，保证3D打印的流畅性及稳定性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种三维直线式机械臂D打印机，包括主工作台和置于所述主工作台底部四角的支腿，四个所述支腿底部均设有垫块，四个所述垫块一侧均设有滑块，所述主工作台下方设有滑板，所述滑板两侧均设有与垫块上设置的所述滑块滑动连接的第一滑槽，所述滑板顶部四个角落均设有气缸，四个所述气缸上均设有活塞杆，四个所述活塞杆顶端均与分工作台的底部固定连接，所述主工作台顶部一侧两端均设有支撑柱，所述主工作台顶部另一侧两端均设有Z轴立柱，两个所述支撑柱上均设有第五滑台，位于同一侧的第五滑台和第一滑台之间通过固定滑杆连接，两个所述Z轴立柱上均设有第一滑台和与所述第一滑台底部焊接的第二滑台，两个所述第一滑台之间设有X轴转杆，两个所述第二滑台之间设有定位杆，所述X轴转杆上设有与所述X轴转杆通过螺纹连接的第三滑台，所述第三滑台底部焊接与所述定位杆滑动连接的第四滑台，所述第三滑台一侧设有与所述第三滑台焊接的连接台，所述连接台一侧设有Y轴电动伸缩杆，所述Y轴电动伸缩杆末端设有转换台，所述转换台相对两侧均设有伸缩杆，所述伸缩杆末端与所述固定滑杆滑动连接，所述转换台另一侧设有延长电动伸缩杆，所述延长电动伸缩杆末端设有打印台。

进一步的，所述Z轴立柱相对两侧均设有第二滑槽，所述第一滑台和所述第二滑台内部相对两侧均设有与所述第二滑槽滑动连接的滑块；

进一步的，所述第一滑槽一端密封，所述第二滑槽两端均密封；

进一步的，所述Z轴立柱顶端设有与所述第一滑台和所述第二滑台连接的驱动电机，所述转换台上设有与所述延长电动伸缩杆连接的驱动电机，所述连接台上设有与所述Y轴电动伸缩杆连接的驱动电机；

进一步的，所述X轴转杆一端与置于所述第三滑台一侧的转动电机连接；

进一步的，打印台顶部设有料筒，打印台底部设有与所述料筒连接的打印头。

相对于现有技术，本发明所述的一种三维直线式机械臂3D打印机具有以下优势：

1.本发明所述的一种三维直线式机械臂3D打印机，设置主工作台和分工作台两个工作台，可使打印机即可打印小型物体，也可进行大型物体的打印，减少工作区域对打印物体体积的影响；

2.本发明所述的一种三维直线式机械臂3D打印机，打印台在三维空间中均做直线运动，运行更加平稳，且移动距离更加精确，可在一定程度上提高打印的精度；

3.本发明所述的一种三维直线式机械臂3D打印机，增设延长电动伸缩杆，使打印台脱离工作区域的限制，增大打印物件体积的范围打印的种类；

4.本发明所述的一种三维直线式机械臂3D打印机，分工作台可在气缸的作用下自由升降，增加打印物体在Z轴方向上的高度；

5.本发明所述的一种三维直线式机械臂3D打印机，具有结构简单、使用方便、实用性强的特点。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种三维直线式机械臂3D打印机的整体结构示意图；

图2为本发明实施例所述的一种三维直线式机械臂3D打印机的分工作台部分抽出结构示意图。

附图标记说明：

1-主工作台，2-支腿，3-垫块，4-滑块，5-滑板，6-第一滑槽，7-分工作台，8-气缸，9-活塞，10-支撑柱，11-Z轴立柱，12-第二滑槽，13-第一滑台，14-第二滑台，15-X轴转杆，16-转动电机，17-定位杆，18-第三滑台，19-第四滑台，20-Y轴电动伸缩杆，21-转换台，22-伸缩杆，23-固定滑杆，24-第五滑台，25-延长电动伸缩杆，26-打印台，27-料筒，28-喷头，29-连接台，30-驱动电机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，一种三维直线式机械臂3D打印机，包括主工作台1和置于所述主工作台1底部四角的支腿2，四个所述支腿2底部均设有垫块3，四个所述垫块3一侧均设有滑块4，所述主工作台1下方设有滑板5，所述滑板5两侧均设有与垫块3上设置的所述滑块4滑动连接的第一滑槽6，所述滑板5顶部四个角落均设有气缸8，四个所述气缸8上均设有活塞杆9，四个所述活塞杆9顶端均与分工作台7的底部固定连接，所述主工作台1顶部一侧两端均设有支撑柱10，所述主工作台1顶部另一侧两端均设有Z轴立柱11，两个所述支撑柱10上均设有第五滑台24，位于同一侧的第五滑台24和第一滑台13之间通过固定滑杆23连接，两个所述Z轴立柱11相对两侧均设有第二滑槽12，两个所述Z轴立柱11上均设有第一滑台13和与所述第一滑台13底部焊接的第二滑台14，所述第一滑台13和所述第二滑台14内部相对两侧均设有与所述第二滑槽12滑动连接的滑块4，防止第一滑台13和第二滑台14在做直线运动过程中脱离运行轨迹，而造成打印的精确度降低，两个所述第一滑台13之间设有X轴转杆15，两个所述第二滑台14之间设有定位杆17，所述X轴转杆15上设有与所述X轴转杆15通过螺纹连接的第三滑台18，所述第三滑台18底部焊接与所述定位杆17滑动连接的第四滑台19，所述第三滑台18一侧设有与所述第三滑台18焊接的连接台29，所述连接台29一侧设有Y轴电动伸缩杆20，所述Y轴电动伸缩杆20末端设有转换台21，所述转换台21相对两侧均设有伸缩杆22，所述伸缩杆22末端与所述固定滑杆23滑动连接，所述转换台21另一侧设有延长电动伸缩杆25，所述延长电动伸缩杆25末端设有打印台26。

所述第一滑槽6一端密封，便于将滑板5固定在主工作台1下方，也便于滑板5的抽取，所述第二滑槽12两端均密封，可有效防止第一滑块13和第二滑块14运行时超出运行行程。

所述Z轴立柱11顶端设有与所述第一滑台13和所述第二滑台14连接的驱动电机30，所述转换台21上设有与所述延长电动伸缩杆25连接的驱动电机30，所述连接台29上设有与所述Y轴电动伸缩杆20连接的驱动电机30。

所述X轴转杆15一端与置于所述第三滑台13一侧的转动电机16连接。

打印台26顶部设有料筒27，打印台26底部设有与所述料筒27连接的打印头28。

当第三滑台18位于X轴转杆15中间位置时，两个伸缩杆22均处于伸长状态，当第三滑台18位于X轴转杆15一端位置时，该方向上的伸缩杆22处于回缩(即原长)状态，另一个方向上的伸缩杆22处于伸长状态。

实施例1：仅用主工作台1操作时，以主工作台1为操作平台，驱动电机30带动第一滑台13和第二滑台14沿Z轴立柱11上的第二滑槽12做上下滑动的直线运动，第一滑台13做直线运动时，通过固定滑杆23带动第五滑台24做同步的上下滑动的直线运动；转动电机16驱动X轴转杆15转杆，带动第三滑台18沿X轴转杆15做X轴方向上的直线运动，第四滑台19沿定位杆17滑动，保证第三滑台18运行的平稳性，第三滑台18沿X轴转杆15做X轴方向上的直线运动时，可带动转换台21两侧的伸缩杆22做同步的伸长、回缩运动，以保证打印台26运行的稳定性；驱动电机30驱动Y轴电动伸缩杆20伸长、回缩，使转换台21沿Y轴电动伸缩杆20做Y轴方向上的直线运动，同时转换台21两端的伸缩杆22随Y轴电动伸缩杆20的伸长、回缩同步沿固定滑杆23滑动，保证打印台26运行的平稳；从而便可带动打印台26在三维空间中做三维立体的直线运动，使其可更加精准并稳定的完成在主工作台1上的打印操作。

实施例2：使用分工作台7操作时，以分工作台7为操作平台，将主工作台1下方的滑板5抽出，该装置如何在X轴做直线运动，在实施例1中已进行详述，故在本段中不在进行赘述；沿Z轴做直线运动，将第一滑台13和第二滑台14沿Z轴立柱11上的第二滑槽12滑动至Z轴立柱11最底端，气缸8工作，活塞杆9顶出，将分工作台7顶至与主工作台1平行的位置，打印台26工作时，第一滑台13和第二滑台14保持位于Z轴立柱底端的转台不便，气缸8工作，活塞杆9缩回气缸8内，逐渐带动分工作台7向下运动，当分工作台7位于最低点时，若需继续在Z轴上打印，便通过驱动电机30带动第一滑台13和第二滑台14沿Z轴立柱11上的第二滑槽12做上下滑动的直线运动；沿Y轴做直线运动时，驱动电机30驱动Y轴电动伸缩杆20甚至最长状态，即Y轴电动伸缩杆20带动转换台21两端的伸缩杆22行号滑动至固定滑杆23靠近第五滑台24的一端处，驱动延长电动伸缩杆25接替Y轴电动伸缩杆20的工作，转换台21上的驱动电机30驱动延长电动伸缩杆25伸长或回缩，使之带动打印台26在Y轴方向上做直线运动；从而便可带动打印台26在三维空间中做三维立体的直线运动，使其可更加精准并稳定的完成在分工作台7上的打印操作。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，属于“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为暗示或暗示相对重要性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种三维直线式机械臂3D打印机，包括主工作台(1)和置于所述主工作台(1)底部四角的支腿(2)，其特征在于：四个所述支腿(2)底部均设有垫块(3)，四个所述垫块(3)一侧均设有滑块(4)，所述主工作台(1)下方设有滑板(5)，所述滑板(5)两侧均设有与垫块(3)上设置的所述滑块(4)滑动连接的第一滑槽(6)，所述滑板(5)顶部四个角落均设有气缸(8)，四个所述气缸(8)上均设有活塞杆(9)，四个所述活塞杆(9)顶端均与分工作台(7)的底部固定连接，所述主工作台(1)顶部一侧两端均设有支撑柱(10)，所述主工作台(1)顶部另一侧两端均设有Z轴立柱(11)，两个所述支撑柱(10)上均设有第五滑台(24)，位于同一侧的第五滑台(24)和第一滑台(13)之间通过固定滑杆(23)连接，两个所述Z轴立柱(11)上均设有第一滑台(13)和与所述第一滑台(13)底部焊接的第二滑台(14)，两个所述第一滑台(13)之间设有X轴转杆(15)，两个所述第二滑台(14)之间设有定位杆(17)，所述X轴转杆(15)上设有与所述X轴转杆(15)通过螺纹连接的第三滑台(18)，所述第三滑台(18)底部焊接与所述定位杆(17)滑动连接的第四滑台(19)，所述第三滑台(18)一侧设有与所述第三滑台(18)焊接的连接台(29)，所述连接台(29)一侧设有Y轴电动伸缩杆(20)，所述Y轴电动伸缩杆(20)末端设有转换台(21)，所述转换台(21)相对两侧均设有伸缩杆(22)，所述伸缩杆(22)末端与所述固定滑杆(23)滑动连接，所述转换台(21)另一侧设有延长电动伸缩杆(25)，所述延长电动伸缩杆(25)末端设有打印台(26)。

2.根据权利要求1所述的一种三维直线式机械臂3D打印机，其特征在于：所述Z轴立柱(11)相对两侧均设有第二滑槽(12)，所述第一滑台(13)和所述第二滑台(14)内部相对两侧均设有与所述第二滑槽(12)滑动连接的滑块(4)。

3.根据权利要求2所述的一种三维直线式机械臂3D打印机，其特征在于：所述第一滑槽(6)一端密封，所述第二滑槽(12)两端均密封。

4.根据权利要求2所述的一种三维直线式机械臂3D打印机，其特征在于：所述Z轴立柱(11)顶端设有与所述第一滑台(13)和所述第二滑台(14)连接的驱动电机(30)，所述转换台(21)上设有与所述延长电动伸缩杆(25)连接的驱动电机(30)，所述连接台(29)上设有与所述Y轴电动伸缩杆(20)连接的驱动电机(30)。

5.根据权利要求1所述的一种三维直线式机械臂3D打印机，其特征在于：所述X轴转杆(15)一端与置于所述第三滑台(13)一侧的转动电机(16)连接。

6.根据权利要求1所述的一种三维直线式机械臂3D打印机，其特征在于：打印台(26)顶部设有料筒(27)，打印台(26)底部设有与所述料筒(27)连接的打印头(28)。