CN116945606A - 一种简易操作的3d打印笔及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简易操作的3D打印笔及其控制方法。一种简易操作的3D打印笔的控制方法，其特征在于包括以下步骤：S1、当控制器在预设时间之内依次接收到第一信号和第二信号，则控制器驱动电机往第一方向旋转，以允许电机通过驱动装置驱动3D打印耗材往喷头方向移动，3D打印耗材经过喷头的加热后从喷头所设的喷嘴挤出；S2、当控制器在预设时间之内依次接收到第二信号和第一信号，则控制器驱动电机往第二方向旋转，以允许电机通过驱动装置3D耗材远离喷嘴。一种简易操作的3D打印笔设置有连续采集第一信号和第二信号的第一信号采集单元和第二信号采集单元。本发明的有益效果是：能够通过滑动方向来控制电机的旋转方向，也是实现了控制挤出或回抽。

Description

一种简易操作的3D打印笔及其控制方法

技术领域

本发明涉及手持式3D打印笔技术领域。

背景技术

3D打印笔为手持式塑胶挤出机，在人手的操纵下堆积形成三维物体。

在3D打印笔中，款式有很多种，其中有两款类型是值得提出来的。

中国专利申请号CN2014304282084，名称为3D打印笔，该技术的产品中既有前进按钮又有后退按钮，还有调节速度的按钮，屏幕旁边还有切换不同材料和调节温度的按钮，刚买回去的消费者，在使用的前期很容易不知所措，容易记混。

中国专利申请号CN201530134088.1，名称为3D打印笔第3代，该技术产品的按钮就更加多了，有前进按钮，有后退按钮，有加速按钮，有减速按钮，在显示屏旁边还有切换材料和调节温度的按钮。刚买回去的消费占，在使用的时候很容易不知所措，特别是耗材在不断挤出的时候，心理压力更加大，更加容易出现不知所措的情况。

中国专利申请号CN2021300534917，名称为3D打印笔，该技术的产品总共两个按钮，需要控制前进，后退及调速，因此操作比较比较容易混淆。

特别是以儿童消费者为主的消费者，操作起来就存在困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简易操作的3D打印笔及其控制方法，其能够通过滑动方向来控制电机的旋转方向，也是实现了控制挤出或回抽。

本发明所采用的技术方案是：

一种简易操作的3D打印笔的控制方法，其包括以下步骤：

S1、当控制器在预设时间之内依次接收到第一信号和第二信号，则控制器驱动电机往第一方向旋转，以允许电机通过驱动装置驱动3D打印耗材往喷头方向移动，3D打印耗材经过喷头的加热后从喷头所设的喷嘴挤出；

S2、当控制器在预设时间之内依次接收到第二信号和第一信号，则控制器驱动电机往第二方向旋转，以允许电机通过驱动装置3D耗材远离喷嘴。

将第一信号采集单元和第二信号采集单元设置为相接近。当使用者的手指依次从第一信号采集单元和第二信号采集单元的识别区域滑动的时候，控制器就依次接收到第一信号和第二信号。当使用者的手指依次从第二信号采集单元和第一信号采集单元的识别区域滑动的时候，控制器就依次接收到第二信号和第一信号。

产品接通电源之后，当电机处于停止状态的情况下，控制器在预设时间之内依次接收到第一信号和第二信号，那么控制器先将喷嘴加热到预设温度之后，再驱动电机往第一方向旋转，此时电机的转速为第一速度。即，需要将喷头加热到可以熔化3D打印耗材的温度的时候，再驱动3D打印耗材往喷头方向移动，从喷嘴挤出。因为如果，喷嘴的温度不足于熔化3D打印耗材，那么就会出现堵塞的情况。

当电机处于第一速度工作的状态下，控制器在预设时间之内依次接收到第一信号和第二信号，那么控制器驱动电机提高转速，以允许提高3D打印耗材的速度，此时电机的转速为第二速度；第二速度大于第一速度。即，当3D打印耗材处于第一档位的前进速度的时候，又依次接收到第一信号和第二信号，那么控制器驱动电机加速，实现加速驱动3D打印耗材往喷嘴方形挤出。此时，产品处于前进方向的第二档位，3D打印耗材处于前进挤出的状态。

如果前进的速度还不够，当电机处于第二速度工作的状态下，控制器在预设时间之内依次接收到第一信号和第二信号，那么控制器驱动电机提高转速，以允许提高3D打印耗材的速度，此时电机的转速为第三速度，第三速度大于第二速度。此时，产品处于前进方向的第三档位，3D打印耗材处于前进挤出的状态。

当电机处于第一方向旋转状态下，控制器在预设时间之内依次接收到第二信号和第一信号时，控制器驱动电机停止工作，然后再通过控制器驱动电机往第二方向旋转，此时电机的转速为第四速度。此时，产品处于后退方向的第一档位，3D打印耗材处于回抽状态。

当电机处于第一方向旋转状态下，控制器在预设时间之内依次接收到第二信号和第一信号时，控制器驱动电机停止工作，然后控制器驱动电机往第二方向旋转，此时电机转速为第四速度；然后，当电机处于低速速度的状态下，如果控制器在预设时间之内依次接收到第二信号和第一信号时，控制器驱动电机提高转速，以允许提高3D打印耗材的回抽速度，此时电机的转速为第五速度。此时，产品处于后退方向的第二档位，3D打印耗材处于回抽状态。

在使用过程中，无论电机处于第一方向旋转的状态还是处于第二方向旋转的状态，如果控制器在预设之间之内只接收到第二信号，没有接收到第一信号，那么控制器驱动电机停止工作。

当电机处于第一方向旋转的状态或者处于第二方向旋转的状态，如果控制器在预设之间之内只接收到第一信号，没有接收到第二信号，那么控制器驱动电机停止工作。即，实现点动暂停。

当电机处于第二方向旋转状态下，如果控制器在预设时间之内均没有接收到第一信号和第二信号，那么控制器驱动电机停止工作。即，实现点动暂停。

如果产品还没有通电，当3D打印笔处于断电状态，对控制器进行通电之后，如果控制器接收到第二信号，那么控制器驱动喷头加热到预设温度。即，通电后实现点动开机及喷嘴被加热到预设温度。

当3D打印笔处于断电状态，对控制器进行通电之后，如果控制器接收到第一信号，那么控制器驱动喷头加热到预设温度。即，通电后实现点动开机及喷嘴被加热到预设温度。

以下为实现上述方法的3D打印笔的结构。

一种简易操作的3D打印笔，其特征在于包括：

控制器；

挤出机，其用于驱动耗材移动，其设有与控制器电性连接的电机且设有与电机传动连接的驱动装置；

喷嘴，其设有与控制器电性连接的加热器；

第一信号采集单元，其用于产生第一信号且与控制器电性连接；

第二信号采集单元，其用于产生第二信号且与控制器电性连接；

温度传感器，其用于采集喷嘴的温度且与控制器电性连接。

举两种实施案例，第一种实施案例如下：

所述一种简易操作的3D打印笔还包括有外壳，喷嘴设于外壳的一端，挤出机与外壳固定连接；第一信号采集单元和第二信号采集单元均固定连接在控制器上；外壳上设有两个孔，分别为第一孔和第二孔；第一孔连通第一信号采集单元与外壳的外部，第二孔连通第二信号采集单元与外壳的外部。

例如，第一信号采集单元和第二信号采集单元均为红外线收发模块，而且均为固定安装在控制器上，没有与外壳接触。第一上方为第一信号识别区域，第二孔上方为第二信号识别区域，而如果使用者通过手指在第一信号识别区域和第二信号识别区域进行滑动的时候，可以是手指没有接触到外壳即可实现被第一信号采集单元和第二信号采集单元所采集到状态的变化。

例如，第一信号采集单元和第二信号采集单元均为非接触式电容开关，使用者的手指在不需要接触外壳的基础上靠近非接触式电容开关即可被采集到信号。

第二种实施案例如下：

所述一种简易操作的3D打印笔还包括有外壳，喷嘴设于外壳的一端，挤出机与外壳固定连接；第一信号采集单元和第二信号采集单元均分布在外壳上。

例如，第一信号采集单元和第二信号采集单元均为非接触式电容开关，或者为接触式开关。在接触式开关中，可以是电容式接触开关，也可以是电阻式接触开关。第二种实施案例主要是将第一信号采集单元和第二信号采集单元固定安装在外壳上。例如，第一信号采集单元和第二信号采集单元均为非接触式电容开关所设的检测板。其中两块检测板相互没有接触。使用者的手指在两块检测板上的滑动，实现了控制电机的旋转方向。

本发明的有益效果是：能够通过滑动方向来控制电机的旋转方向，也是实现了控制挤出或回抽。

附图说明

图1是本发明中一种简易操作的3D打印笔的第一种实施案例结构原理示意图，主要示意整体外部结构能够看到第一孔和第二孔；

图2是本发明中一种简易操作的3D打印笔的第一种实施案例结构原理示意图，主要示意剖视第一孔能够看到内部第一信号采集单元的原理示意图；

图3是本发明中一种简易操作的3D打印笔的第二种实施案例结构原理示意图，主要示意两块检测板分解出来的原理示意图；

图4是本发明中控制方法中，3D打印笔通电之后点动触发第一信号采集单元的原理示意图；

图5是图4中点动触发之后，控制器驱动喷嘴发热到预设温度的原理示意图；

图6是本发明中国控制方法中，3D打印笔通电之后点动触发第二信号采集单元的原理示意图；

图7是图6中点动触发之后，控制器驱动喷嘴发热到预设温度的原理示意图；

图8是本发明中手指依次触发第一信号采集单元和第二信号采集单元的滑动原理示意图；

图9是图8中滑动之后，3D打印耗材前进挤出的原理示意图；

图10是本发明中手指依次触发第二信号采集单元和第一信号采集单元的滑动原理示意图；

图11是图10滑动之后，3D打印耗材回抽的原理示意图；

图12是本发明中3D打印笔的电子控制原理示意图。

具体实施方式

如图1至图12所示，本发明一种简易操作的3D打印笔1的控制方法，其包括以下步骤：

S1、当控制器在预设时间之内依次接收到第一信号和第二信号，则控制器驱动电机往第一方向旋转，以允许电机通过驱动装置驱动3D打印耗材往喷头方向移动，3D打印耗材经过喷头的加热后从喷头所设的喷嘴挤出；

S2、当控制器在预设时间之内依次接收到第二信号和第一信号，则控制器驱动电机往第二方向旋转，以允许电机通过驱动装置3D耗材远离喷嘴。

将第一信号采集单元13和第二信号采集单元设置为相接近。当使用者的手指依次从第一信号采集单元13和第二信号采集单元的识别区域滑动的时候，控制器就依次接收到第一信号和第二信号。当使用者的手指依次从第二信号采集单元和第一信号采集单元13的识别区域滑动的时候，控制器就依次接收到第二信号和第一信号。

产品接通电源之后，当电机处于停止状态的情况下，控制器在预设时间之内依次接收到第一信号和第二信号，那么控制器先将喷嘴加热到预设温度之后，再驱动电机往第一方向旋转，此时电机的转速为第一速度。即，需要将喷头加热到可以熔化3D打印耗材的温度的时候，再驱动3D打印耗材往喷头方向移动，从喷嘴挤出。因为如果，喷嘴的温度不足于熔化3D打印耗材，那么就会出现堵塞的情况。

当电机处于第一速度工作的状态下，控制器在预设时间之内依次接收到第一信号和第二信号，那么控制器驱动电机提高转速，以允许提高3D打印耗材的速度，此时电机的转速为第二速度；第二速度大于第一速度。即，当3D打印耗材处于第一档位的前进速度的时候，又依次接收到第一信号和第二信号，那么控制器驱动电机加速，实现加速驱动3D打印耗材往喷嘴方形挤出。此时，产品处于前进方向的第二档位，3D打印耗材处于前进挤出的状态。

如果前进的速度还不够，当电机处于第二速度工作的状态下，控制器在预设时间之内依次接收到第一信号和第二信号，那么控制器驱动电机提高转速，以允许提高3D打印耗材的速度，此时电机的转速为第三速度，第三速度大于第二速度。此时，产品处于前进方向的第三档位，3D打印耗材处于前进挤出的状态。

当电机处于第一方向旋转状态下，控制器在预设时间之内依次接收到第二信号和第一信号时，控制器驱动电机停止工作，然后再通过控制器驱动电机往第二方向旋转，此时电机的转速为第四速度。此时，产品处于后退方向的第一档位，3D打印耗材处于回抽状态。

当电机处于第一方向旋转状态下，控制器在预设时间之内依次接收到第二信号和第一信号时，控制器驱动电机停止工作，然后控制器驱动电机往第二方向旋转，此时电机转速为第四速度；然后，当电机处于低速速度的状态下，如果控制器在预设时间之内依次接收到第二信号和第一信号时，控制器驱动电机提高转速，以允许提高3D打印耗材的回抽速度，此时电机的转速为第五速度。此时，产品处于后退方向的第二档位，3D打印耗材处于回抽状态。

在使用过程中，无论电机处于第一方向旋转的状态还是处于第二方向旋转的状态，如果控制器在预设之间之内只接收到第二信号，没有接收到第一信号，那么控制器驱动电机停止工作。

当电机处于第一方向旋转的状态或者处于第二方向旋转的状态，如果控制器在预设之间之内只接收到第一信号，没有接收到第二信号，那么控制器驱动电机停止工作。即，实现点动暂停。

当电机处于第二方向旋转状态下，如果控制器在预设时间之内均没有接收到第一信号和第二信号，那么控制器驱动电机停止工作。即，实现点动暂停。

如果产品还没有通电，当3D打印笔1处于断电状态，对控制器进行通电之后，如果控制器接收到第二信号，那么控制器驱动喷头加热到预设温度。即，通电后实现点动开机及喷嘴被加热到预设温度。

当3D打印笔1处于断电状态，对控制器进行通电之后，如果控制器接收到第一信号，那么控制器驱动喷头加热到预设温度。即，通电后实现点动开机及喷嘴被加热到预设温度。

以下为实现上述方法的3D打印笔1的结构。

一种简易操作的3D打印笔1，其特征在于包括：

控制器；

挤出机，其用于驱动耗材移动，其设有与控制器电性连接的电机且设有与电机传动连接的驱动装置；

喷嘴，其设有与控制器电性连接的加热器；

第一信号采集单元13，其用于产生第一信号且与控制器电性连接；

第二信号采集单元，其用于产生第二信号且与控制器电性连接；

温度传感器，其用于采集喷嘴的温度且与控制器电性连接。

举两种实施案例，第一种实施案例如下：

所述一种简易操作的3D打印笔1还包括有外壳，喷嘴设于外壳的一端，挤出机与外壳固定连接；第一信号采集单元13和第二信号采集单元均固定连接在控制器上；外壳上设有两个孔，分别为第一孔11和第二孔12；第一孔11连通第一信号采集单元13与外壳的外部，第二孔12连通第二信号采集单元与外壳的外部。

例如，第一信号采集单元13和第二信号采集单元均为红外线收发模块，而且均为固定安装在控制器上，没有与外壳接触。第一上方为第一信号识别区域，第二孔12上方为第二信号识别区域，而如果使用者通过手指在第一信号识别区域和第二信号识别区域进行滑动的时候，可以是手指没有接触到外壳即可实现被第一信号采集单元13和第二信号采集单元所采集到状态的变化。

例如，第一信号采集单元13和第二信号采集单元均为非接触式电容开关，使用者的手指在不需要接触外壳的基础上靠近非接触式电容开关即可被采集到信号。

第二种实施案例如下：

所述一种简易操作的3D打印笔1还包括有外壳，喷嘴设于外壳的一端，挤出机与外壳固定连接；第一信号采集单元13和第二信号采集单元均分布在外壳上。

例如，第一信号采集单元13和第二信号采集单元均为非接触式电容开关，或者为接触式开关。在接触式开关中，可以是电容式接触开关，也可以是电阻式接触开关。第二种实施案例主要是将第一信号采集单元13和第二信号采集单元固定安装在外壳上。例如，第一信号采集单元13和第二信号采集单元均为非接触式电容开关所设的检测板。其中两块检测板相互没有接触。使用者的手指在两块检测板上的滑动，实现了控制电机的旋转方向。

本发明的有益效果是：能够通过滑动方向来控制电机的旋转方向，也是实现了控制挤出或回抽。

Claims (14)

1.一种简易操作的3D打印笔的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、当控制器在预设时间之内依次接收到第一信号和第二信号，则控制器驱动电机往第一方向旋转，以允许电机通过驱动装置驱动3D打印耗材往喷头方向移动，3D打印耗材经过喷头的加热后从喷头所设的喷嘴挤出；

S2、当控制器在预设时间之内依次接收到第二信号和第一信号，则控制器驱动电机往第二方向旋转，以允许电机通过驱动装置3D耗材远离喷嘴。

2.根据权利要求1所述的一种简易操作的3D打印笔的控制方法，其特征在于：当电机处于停止状态的情况下，控制器在预设时间之内依次接收到第一信号和第二信号，那么控制器先将喷嘴加热到预设温度之后，再驱动电机往第一方向旋转，此时电机的转速为第一速度。

3.根据权利要求2所述的一种简易操作的3D打印笔的控制方法，其特征在于：当电机处于第一速度工作的状态下，控制器在预设时间之内依次接收到第一信号和第二信号，那么控制器驱动电机提高转速，以允许提高3D打印耗材的速度，此时电机的转速为第二速度；第二速度大于第一速度。

4.根据权利要求3所述的一种简易操作的3D打印笔的控制方法，其特征在于：当电机处于第二速度工作的状态下，控制器在预设时间之内依次接收到第一信号和第二信号，那么控制器驱动电机提高转速，以允许提高3D打印耗材的速度，此时电机的转速为第三速度，第三速度大于第二速度。

5.根据权利要求1-4任意所述的一种简易操作的3D打印笔的控制方法，其特征在于：当电机处于第一方向旋转状态下，控制器在预设时间之内依次接收到第二信号和第一信号时，控制器驱动电机停止工作，然后再通过控制器驱动电机往第二方向旋转，此时电机的转速为第四速度。

6.根据权利要求1-4任意所述的一种简易操作的3D打印笔的控制方法，其特征在于：当电机处于第一方向旋转状态下，控制器在预设时间之内依次接收到第二信号和第一信号时，控制器驱动电机停止工作，然后控制器驱动电机往第二方向旋转，此时电机转速为第四速度；然后，当电机处于低速速度的状态下，如果控制器在预设时间之内依次接收到第二信号和第一信号时，控制器驱动电机提高转速，以允许提高3D打印耗材的回抽速度，此时电机的转速为第五速度。

7.根据权利要求1-4任意所述的一种简易操作的3D打印笔的控制方法，其特征在于：无论电机处于第一方向旋转的状态还是处于第二方向旋转的状态，如果控制器在预设之间之内只接收到第二信号，没有接收到第一信号，那么控制器驱动电机停止工作。

8.根据权利要求1-4任意所述的一种简易操作的3D打印笔的控制方法，其特征在于：当电机处于第一方向旋转的状态或者处于第二方向旋转的状态，如果控制器在预设之间之内只接收到第一信号，没有接收到第二信号，那么控制器驱动电机停止工作。

9.根据权利要求1-4任意所述的一种简易操作的3D打印笔的控制方法，其特征在于：当电机处于第二方向旋转状态下，如果控制器在预设时间之内均没有接收到第一信号和第二信号，那么控制器驱动电机停止工作。

10.根据权利要求1-4任意所述的一种简易操作的3D打印笔的控制方法，其特征在于：当3D打印笔(1)处于断电状态，对控制器进行通电之后，如果控制器接收到第二信号，那么控制器驱动喷头加热到预设温度。

11.根据权利要求1-4任意所述的一种简易操作的3D打印笔的控制方法，其特征在于：当3D打印笔(1)处于断电状态，对控制器进行通电之后，如果控制器接收到第一信号，那么控制器驱动喷头加热到预设温度。

12.一种简易操作的3D打印笔，其应用于如权利要求1至11中任意一项所述的控制方法，其特征在于包括：

控制器；

挤出机，其用于驱动耗材移动，其设有与控制器电性连接的电机且设有与电机传动连接的驱动装置；

喷嘴，其设有与控制器电性连接的加热器；

第一信号采集单元(13)，其用于产生第一信号且与控制器电性连接；

第二信号采集单元，其用于产生第二信号且与控制器电性连接；

温度传感器，其用于采集喷嘴的温度且与控制器电性连接。

13.根据权利要求12所述的一种简易操作的3D打印笔，其特征在于：所述一种简易操作的3D打印笔还包括有外壳，喷嘴设于外壳的一端，挤出机与外壳固定连接；第一信号采集单元(13)和第二信号采集单元均固定连接在控制器上；外壳上设有两个孔，分别为第一孔(11)和第二孔(12)；第一孔(11)连通第一信号采集单元(13)与外壳的外部，第二孔(12)连通第二信号采集单元与外壳的外部。

14.根据权利要求12所述的一种简易操作的3D打印笔，其特征在于：所述一种简易操作的3D打印笔还包括有外壳，喷嘴设于外壳的一端，挤出机与外壳固定连接；第一信号采集单元(13)和第二信号采集单元均分布在外壳上。