CN204431746U - 多功能模块化并联3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能模块化并联3D打印机，包括机架、工作台、打印头、驱动装置及独立的功能模块。功能模块的顶端各安装有夹紧块。打印头开有连通的第一圆孔及第二圆孔，第一圆孔的孔径大于第二圆孔的孔径且两者围出抵触凸环，第一圆孔的孔壁延伸阻挡定位凸，打印头的顶端还安装有环形压紧块，环形压紧块与抵触凸环之间形成夹紧区；当功能模块的底端沿机架由上至下的方向穿过第一圆孔及第二圆孔并使夹紧块抵于抵触凸环上时，此时旋转夹紧块旋入夹紧区内并与阻挡定位凸抵触，则环形压紧块与抵触凸环共同夹紧所述夹紧块，使得本实用新型的功能模块更换方便快捷，适用范围广泛。

Description

多功能模块化并联3D打印机

技术领域

本实用新型涉及一种打印机，尤其涉及一种多功能模块化并联3D打印机。

背景技术

3D打印，即快速成型技术中的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。日常生活中所使用到的普通打印机只可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同。普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料。当3D打印机与电脑连接后，通过电脑控制便可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

因此，通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车及打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”，这是由于3D打印机参照了普通打印机的技术原理；又由于分层加工的过程与喷墨打印十分相似，因此，这项打印技术称为3D立体打印技术。

目前，在现有的3D打印机中，其打印头上的功能模块(如打印模块)是通过6跟带磁铁球的连杆固定的，更换其他功能模块(如激光模块或扫描模块等)时直接拔掉连杆，实现更换激光雕刻模块或扫描模块等的目的。

但是，由于打印头是被带磁铁球的连杆所固定，在打印过程中当受到的阻力过大时，此时的打印头会产生偏移甚至脱落，因此，不适合长时间的打印。

因此，急需要一种功能模块更换方便快捷且工作时可承受更大的力的多功模块并联3D打印机来克服上述的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种功能模块更换方便快捷且工作时可承受更大的力的多功模块并联3D打印机来。

为实现上述的目的，本实用新型提供了一种多功能模块化并联3D打印机，包括机架、位于机架内的工作台、悬空于所述工作台上方的打印头及装配于所述机架上并驱使所述打印头做三维运动的驱动装置。其中，本实用新型的多功能模块化并联3D打印机还包括独立的功能模块。所述功能模块的顶端安装有夹紧块，所述打印头沿所述机架由上至下的方向依次开设有连通的第一圆孔及第二圆孔，所述第一圆孔的孔径大于所述第二圆孔的孔径且两者共同围出一抵触凸环，且所述第一圆孔的孔壁沿该第一圆孔的径向延伸一阻挡定位凸，所述打印头的顶端还安装有伸入所述第一圆孔内且沿所述机架上下方向相对所述抵触凸环进行松紧调节的环形压紧块，所述环形压紧块与所述抵触凸环之间形成一夹紧区；当所述功能模块的底端沿所述机架由上至下的方向穿过所述第一圆孔及第二圆孔并使所述夹紧块抵触于所述抵触凸环上时，此时旋转所述夹紧块旋入所述夹紧区内并与所述阻挡定位凸抵触，则所述环形压紧块与所述抵触凸环共同夹紧所述夹紧块。

较佳地，所述夹紧块的两端之端部各具有与所述第一圆孔配合的弧型结构。

较佳地，所述第一圆孔与所述第二圆孔呈同圆心的布置，一锁定连接件沿所述机架的上下方向穿置于所述环形压紧块及所述打印头，所述锁定连接件选择者地锁紧或松开所述环形压紧块对所述夹紧区内的夹紧块的夹紧。

较佳地，所述夹紧块包括相互并排配合的第一夹紧块及第二夹紧块，所述第一夹紧块及第二夹紧块抱紧所述功能模块，一锁紧连接件穿置于所述第一夹紧块及第二夹紧块并将该第一夹紧块及第二夹紧块锁紧。

较佳地，所述机架包括三个支撑柱、三角形的底座架及顶座架，每一个所述支撑柱的底端安装在所述底座架对应的一个角落处，每一个所述支撑柱的顶端安装在所述顶座架对应的一个角落处，所述工作台装配于所述底座架上并被所述支撑柱所包围。

较佳地，所述打印头向外延伸出沿周向布置的三对铰接块，每个所述支撑柱的内侧各安装有一沿机架的上下方向布置的导轨，每个所述导轨对应有一个滑块、一对连杆及一对所述铰接块，一对所述连杆的顶端与对应的一个所述滑块铰接，一对所述连杆的底端与对应的一对所述铰接块铰接。

较佳地，所述驱动装置包含三组驱动组件，每组所述驱动组件对应一个所述滑块并驱使该滑块沿所述机架的上下方向滑动。

较佳地，每组所述驱动组件各包含上下驱动电机、上下主动轮、上下从动轮及上下传动带，所述上下驱动电机安装在所述底座架上，所述上下主动轮安装在所述上下驱动电机的输出轴上，所述上下从动轮安装在所述顶座架上，所述上下传动带套设于所述上下主动轮及上下从动轮上，所述滑块固定于所述上下传动带上。

较佳地，本实用新型的多功能模块化并联3D打印机还包括驱使所述工作台在水平面上转动的旋转驱动组件，所述旋转驱动组件包含安装在所述底座架上的旋转电机、旋转主动轮、旋转从动轮、旋转传动带及旋转轴，所述旋转主动轮安装在所述旋转电机的输出轴上，所述旋转轴沿所述机架上下方向装配于所述底座架上，所述工作台安装在所述旋转轴的顶端，所述旋转从动轮安装在所述旋转轴的底端，所述旋转传动带套设于所述旋转主动轮及旋转从动轮上。

较佳地，所述功能模块为打印模块、激光模块及数控加工模块中的一者。

与现有技术相比，由于本实用新型的功能模块的顶端安装有夹紧块，打印头沿机架由上至下的方向依次开设有连通的第一圆孔及第二圆孔，第一圆孔的孔径大于第二圆孔的孔径且两者共同围出一抵触凸环，且第一圆孔的孔壁沿该第一圆孔的径向延伸一阻挡定位凸，打印头的顶端还安装有伸入第一圆孔内且沿机架上下方向相对抵触凸环进行松紧调节的环形压紧块，该环形压紧块与抵触凸环之间形成一夹紧区，故当功能模块的底端沿机架由上至下的方向穿过第一圆孔及第二圆孔并使夹紧块抵触于抵触凸环上时，此时旋转夹紧块，使旋转的夹紧块旋入夹紧区内并与阻挡定位凸抵触为此，则此时的环形压紧块与抵触凸环共同夹紧所述夹紧块，以通过对夹紧块的固定而达到对功能模块进行固定的目的，一方面使得功能模块与打印头的固定牢固可靠，从而提高工作中所承受的力以适应长时间的打印工作要求，另一方面便于功能模块与打印头之间的快速装拆，从而便于它们之间在打印头上的快速更换的目的。

附图说明

图1是本实用新型的多功能模块化并联3D打印机的立体结构示意图。

图2是图1所示的多功能模块化并联3D打印机的另一角度的立体结构示意图。

图3是本实用新型的多功能模块化并联3D打印机中的打印模块安装在打印头上的立体结构示意图。

图4是图3的立体分解结构示意图。

图5是本实用新型的多功能模块化并联3D打印机中的激光模块安装在打印头上的立体结构示意图。

图6是图5的立体分解结构示意图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

请参阅图1至图4，本实用新型的多功能模块化并联3D打印机100包括机架10、位于机架10内的工作台20、悬空于工作台20上方的打印头30及装配于机架10上并驱使打印头30做三维运动的驱动装置。其中，本实用新型的多功能模块化并联3D打印机100还包括功能模块，具体地，该功能模块可为如图3或图4所示的打印模块50，或者如图5或图6所示的激光模块60，又或者数控加工模块(图中未示)；且该功能模块安装有夹紧块80，具体地，当功能模块为打印模块50、激光模块60或数控加工模块时，此时的打印模块50、激光模块60或数控加工模块三者的顶端可各安装有夹紧块80，或者，打印模块50、激光模块60或数控加工模块三者共同使用一个夹紧块80，以借助该夹紧块80去匹配打印头30。更具体地，如图3及图4所示，当功能模块为打印模块50时，此时的打印模块50的顶端所安装的夹紧块80的结构是：包含相互并排配合的第一夹紧块80a及第二夹紧块80b，第一夹紧块80a及第二夹紧块80b抱紧打印模块50，此时，一锁紧连接件82穿置于第一夹紧块80a及第二夹紧块80b，从而将该第一夹紧块80a及第二夹紧块80b锁紧，从而实现将打印模块50、第一夹紧块80a及第二夹紧块80b三者固定在一起以形成一个独立整体，从而便于该独立整体在打印头30上的装拆；较优的是，锁紧连接件82为一锁紧螺钉或锁紧螺栓，但不以此为限。又如图5及图6所示，当功能模块为激光模块60时，此时的激光模块60的顶端所安装的夹紧块80`是一体结构，该夹紧块80`是套于激光模块60的顶端，然后再借助前述的锁紧连接件82使夹紧块80`与激光模块60锁紧而成为另一个独立结构，以便于该激光模块60在打印头30上的快速装拆。可理解的是，打印模块50、激光模块60及数控加工模块三者中所使用的夹紧块的结构可如图3或图4所示的结构，或者如图5及图6所示的结构，或者如图3所示的夹紧块80和图5所示的夹紧块80`的相互混合。

同时，打印头30沿机架10由上至下的方向依次开设有连通的第一圆孔31及第二圆孔32，较优的是，第一圆孔31与第二圆孔32呈同圆心的布置，以便于第一圆孔31及第二圆孔32的形成加工；第一圆孔31的孔径大于第二圆孔32的孔径，从而使两者共同围出一抵触凸环33，且第一圆孔31的孔壁沿该第一圆孔31的径向延伸一阻挡定位凸34；打印头30的顶端还安装有伸入第一圆孔31内且沿机架10上下方向相对抵触凸环33进行松紧调节的环形压紧块90，环形压紧块90与抵触凸环33之间形成一夹紧区91；具体地，实现环形压紧块90相对抵触凸环33进行松紧调节的方式是，一锁定连接件92沿机架10的上下方向穿置于环形压紧块90及打印头30，此时通过拧紧或松开锁定连接件92以实现该锁定连接件92锁紧或松开环形压紧块90对夹紧区91内的夹紧块80、80`的夹紧；较优的是，锁定连接件92可为一锁定螺钉或锁定螺栓，以简化锁定连接件92的结构。

当功能模块的底端沿机架10由上至下的方向穿过第一圆孔31及第二圆孔32，并使夹紧块80、80`抵触于抵触凸环33上时，此时旋转夹紧块80、80`旋入夹紧区91内并与阻挡定位凸34抵触，则环形压紧块90与抵触凸环33共同夹紧该夹紧块80、80`。具体地，如图3及图4所示，当打印模块50的底端沿机架10由上至下的方向穿过第一圆孔31及第二圆孔32并使夹紧块80抵触于抵触凸环33上时，此时沿图4中的顺时针方向转动夹紧块80，使该夹紧块80旋入夹紧区91，直到与阻挡定位凸34相抵触为此；则此时再将锁定连接件92拧紧，由拧紧的锁定连接件92驱使环形压紧块90与抵触凸环33一起锁紧夹紧块80的目的。当要更换锁紧的打印模块50时，此时先松开锁定连接件92，使锁定连接件92松开对环形压紧块90的作用而允许夹紧块80的旋转；接着，沿图4中的逆时针方向旋转夹紧块80，使该夹紧块80旋出夹紧区91；最后，再沿机架10由下至上的方向即可将打印模块50取走；因此，打印模块50在打印头30上的装拆十分简便及快捷。同理，如图5及图6所示，激光模块60在打印头30上的安装及拆卸过程均与打印模块50在打印头30上的安装及拆卸相同，故在此不再赘述；且可理解的是，数控加工模块在打印头30上的装拆方式也是与打印模块50相同的。更具体地，如下：

较优者，夹紧块80、80`的两端之端部各具有与第一圆孔31配合的弧型结构，以借助该弧形结构使得夹紧块80、80`在第一圆孔21内的旋转更可靠。

同时，在本实施例中，机架10包括三个支撑柱11、三角形的底座架12及顶座架13。每一个支撑柱11的底端安装在底座架12对应的一个角落处，每一个支撑柱11的顶端安装在顶座架13对应的一个角落处，工作台20装配于底座架12上并被支撑柱11所包围，以便于打印头30相对工作台20的运动，并简化机架10的结构；较优的是，三个支撑柱11之间是相互平行的布置，且底座架12及顶座架13之间也呈平行的布置，以使得机架10的结构更紧凑。可理解的是，在其它实施例中，机架10可设计成一体结构；又由于底座架12及顶座架13为三角形的，故它们都具有三个角落。

再者，打印头30向外延伸出沿周向布置的三对铰接块35，较优的是，每对铰接块35呈相互平行的布置。每个支撑柱11的内侧各安装有一沿机架10的上下方向布置的导轨15，每个导轨15对应有一个滑块16、一对连杆17及一对铰接块35，一对连杆17的顶端与对应的一个滑块16铰接，一对连杆17的底端与对应的一对铰接块35铰接，以使打印头30可靠地相对工作台20做三维的运动。

最后，驱动装置包含三组驱动组件40a，每组驱动组件40a对应一个滑块16并驱使该滑块16沿机架10的上下方向滑动，以实现驱动组件40a通过滑块16及连杆17去带动打印头30做三维运动的目的。具体地，每组驱动组件40a各包含上下驱动电机41、上下主动轮42、上下从动轮43及上下传动带44，上下驱动电机41安装在底座架12上，较优地使上下驱动电机41的输出轴沿水平方向布置；上下主动轮42安装在上下驱动电机41的输出轴上，由上下驱动电机41带动上下主动轮42转动；上下从动轮43安装在顶座架13上，较优地使上下从动轮43的转动中心线沿水平方向布置；上下传动带44套设于上下主动轮42及上下从动轮43上；滑块16固定于上下传动带44上，以使上下驱动电机41通过上下主动轮42、上下从动轮43及上下传动带44的配合对滑块16进行远离距离的平稳驱动的目的，从而由滑块16可靠地带动打印头30做三维的运动，以满足功能模块的工作要求。同时，本实用新型的多功能模块化并联3D打印机100还包括驱使工作台20在水平面上转动的旋转驱动组件40b，该旋转驱动组件40b包含安装在底座架12上的旋转电机45、旋转主动轮46、旋转从动轮47、旋转传动带48及旋转轴49；旋转主动轮46安装在旋转电机45的输出轴上，较优的是，如图2所示，旋转电机45的输出轴是沿机架10由下至上的方向竖直布置；旋转轴49沿机架10上下方向装配于底座架12上，以使旋转轴49也沿竖直方向布置；工作台20安装在旋转轴49的顶端，旋转从动轮47安装在旋转轴49的底端，旋转传动带48套设于旋转主动轮46及旋转从动轮47上，以使旋转电机45通过旋转主动轮46、旋转从动轮47及旋转传动带48的配合对工作台20进行远离距离的平稳驱动的目的。其中，为匹配于3D打印机100的打印模块50，故本实用新型的多功能模块化并联3D打印机100还包括安装在顶座架13上用于输送打印所要材料的料件输送装置18，该料件输送装置18的结构为本领域所熟知，故在此不再赘述。

与现有技术相比，由于本实用新型的功能模块的顶端安装有夹紧块80、80`，打印头30沿机架10由上至下的方向依次开设有连通的第一圆孔31及第二圆孔32，第一圆孔31的孔径大于第二圆孔32的孔径且两者共同围出一抵触凸环33，且第一圆孔31的孔壁沿该第一圆孔31的径向延伸一阻挡定位凸34，打印头30的顶端还安装有伸入第一圆孔31内且沿机架10上下方向相对抵触凸环33进行松紧调节的环形压紧块90，该环形压紧块90与抵触凸环33之间形成一夹紧区91，故当功能模块的底端沿机架10由上至下的方向穿过第一圆孔31及第二圆孔32并使夹紧块80、80`抵触于抵触凸环33上时，此时旋转夹紧块80、80`，使旋转的夹紧块80、80`旋入夹紧区91内并与阻挡定位凸34抵触为此，则此时的环形压紧块90与抵触凸环33共同夹紧所述夹紧块80、80`，以通过对夹紧块80、80`的固定而达到对功能模块进行固定的目的，一方面使得功能模块与打印头30的固定牢固可靠，从而提高工作中所承受的力以适应长时间的打印工作要求，另一方面便于功能模块与打印头30之间的快速装拆，从而便于它们之间在打印头30上的快速更换的目的。

值得注意者，为使得本实用新型的多功能模块化并联3D打印机100的自动化程度更高，故该多功能模块化并联3D打印机100还与一控制器19电性连接，该控制器19安装在底座架12上，且控制器19为现有的控制器，故在此不再赘述。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种多功能模块化并联3D打印机，包括机架、位于机架内的工作台、悬空于所述工作台上方的打印头及装配于所述机架上并驱使所述打印头做三维运动的驱动装置，其特征在于，所述多功能模块化并联3D打印机还包括独立的功能模块，所述功能模块的顶端安装有夹紧块，所述打印头沿所述机架由上至下的方向依次开设有连通的第一圆孔及第二圆孔，所述第一圆孔的孔径大于所述第二圆孔的孔径且两者共同围出一抵触凸环，且所述第一圆孔的孔壁沿该第一圆孔的径向延伸一阻挡定位凸，所述打印头的顶端还安装有伸入所述第一圆孔内且沿所述机架上下方向相对所述抵触凸环进行松紧调节的环形压紧块，所述环形压紧块与所述抵触凸环之间形成一夹紧区；当所述功能模块的底端沿所述机架由上至下的方向穿过所述第一圆孔及第二圆孔并使所述夹紧块抵触于所述抵触凸环上时，此时旋转所述夹紧块旋入所述夹紧区内并与所述阻挡定位凸抵触，则所述环形压紧块与所述抵触凸环共同夹紧所述夹紧块。

2.如权利要求1所述的多功能模块化并联3D打印机，其特征在于，所述夹紧块的两端之端部各具有与所述第一圆孔配合的弧型结构。

3.如权利要求1所述的多功能模块化并联3D打印机，其特征在于，所述第一圆孔与所述第二圆孔呈同圆心的布置，一锁定连接件沿所述机架的上下方向穿置于所述环形压紧块及所述打印头，所述锁定连接件选择者地锁紧或松开所述环形压紧块对所述夹紧区内的夹紧块的夹紧。

4.如权利要求2所述的多功能模块化并联3D打印机，其特征在于，所述夹紧块包括相互并排配合的第一夹紧块及第二夹紧块，所述第一夹紧块及第二夹紧块抱紧所述功能模块，一锁紧连接件穿置于所述第一夹紧块及第二夹紧块并将该第一夹紧块及第二夹紧块锁紧。

5.如权利要求1所述的多功能模块化并联3D打印机，其特征在于，所述机架包括三个支撑柱、三角形的底座架及顶座架，每一个所述支撑柱的底端安装在所述底座架对应的一个角落处，每一个所述支撑柱的顶端安装在所述顶座架对应的一个角落处，所述工作台装配于所述底座架上并被所述支撑柱所包围。

6.如权利要求5所述的多功能模块化并联3D打印机，其特征在于，所述打印头向外延伸出沿周向布置的三对铰接块，每个所述支撑柱的内侧各安装有一沿机架的上下方向布置的导轨，每个所述导轨对应有一个滑块、一对连杆及一对所述铰接块，一对所述连杆的顶端与对应的一个所述滑块铰接，一对所述连杆的底端与对应的一对所述铰接块铰接。

7.如权利要求6所述的多功能模块化并联3D打印机，其特征在于，所述驱动装置包含三组驱动组件，每组所述驱动组件对应一个所述滑块并驱使该滑块沿所述机架的上下方向滑动。

8.如权利要求7所述的多功能模块化并联3D打印机，其特征在于，每组所述驱动组件各包含上下驱动电机、上下主动轮、上下从动轮及上下传动带，所述上下驱动电机安装在所述底座架上，所述上下主动轮安装在所述上下驱动电机的输出轴上，所述上下从动轮安装在所述顶座架上，所述上下传动带套设于所述上下主动轮及上下从动轮上，所述滑块固定于所述上下传动带上。

9.如权利要求5所述的多功能模块化并联3D打印机，其特征在于，还包括驱使所述工作台在水平面上转动的旋转驱动组件，所述旋转驱动组件包含安装在所述底座架上的旋转电机、旋转主动轮、旋转从动轮、旋转传动带及旋转轴，所述旋转主动轮安装在所述旋转电机的输出轴上，所述旋转轴沿所述机架上下方向装配于所述底座架上，所述工作台安装在所述旋转轴的顶端，所述旋转从动轮安装在所述旋转轴的底端，所述旋转传动带套设于所述旋转主动轮及旋转从动轮上。

10.如权利要求1所述的多功能模块化并联3D打印机，其特征在于，所述功能模块为打印模块、激光模块及数控加工模块中的一者。