CN208469074U - 基于滚珠丝杆移动的3d打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，属于机械技术领域。它解决了现有的3D打印装置运动精度低、打印精度低的问题。本基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，包括第一导向组件、设于第一导向组件上的第一滑块和用于驱动第一滑块运动的第一滚珠丝杆驱动组件，第一滑块上固连有与第一导向组件垂直的第二导向组件，第二导向组件上设有第二滑块和用于驱动第二滑块运动的第二滚珠丝杆驱动组件，第二滑块上设有打印头，3D打印装置还包括用于控制打印头工作的中控单元，第一滚珠丝杆驱动组件和第二滚珠丝杆驱动组件与中控单元连接。本实用新型具有打印精度高等优点。

Description

基于滚珠丝杆移动的3D打印装置

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种3D打印装置，特别是一种基于滚珠丝杆移动的3D打印装置。

背景技术

3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，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物体。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。

目前的3D打印机(如授权公告号为CN206840712U的专利)主要通过履带传动，用于驱动履带的电机直接装在打印机的喷头上，其存在以下问题：履带在受力时发生的形变及履带的疲劳变形会影响履带的精度和寿命，同时电机的转动也会产生震动，对喷头所造成的误差较大，打印精度低。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种打印精度高的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，包括第一导向组件、设于第一导向组件上的第一滑块和用于驱动第一滑块运动的第一滚珠丝杆驱动组件，其特征在于，所述的第一滑块上固连有与第一导向组件垂直的第二导向组件，所述的第二导向组件上设有第二滑块和用于驱动第二滑块运动的第二滚珠丝杆驱动组件，所述的第二滑块上设有打印头，3D打印装置还包括用于控制打印头工作的中控单元，所述的第一滚珠丝杆驱动组件和第二滚珠丝杆驱动组件与中控单元连接。

将3D打印装置安装到由中控单元控制的升降装置上，升降装置同样采用滚珠丝杆移动，平稳性更好，精度更高，再配合第一导向组件和第二导向组件可实现打印头的高精度三维运动。

在上述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置中，所述的第一导向组件包括支撑板一、与支撑板一平行的支撑板二和垂直于支撑板一设置的导杆一，所述导杆一的另一端与支撑板二固连，所述的第一滑块套设在导杆一上；所述的第一滚珠丝杆驱动组件包括设于支撑板一与支撑板二之间的与导杆一平行的滚珠丝杆一、固定于支撑板一外侧的驱动单元一、由驱动单元一驱动的主动齿轮一和设于滚珠丝杆一上的从动齿轮一，所述的主动齿轮一与从动齿轮一啮合，所述的第一滑块套设在滚珠丝杆一上且与滚珠丝杆一传动连接，所述的驱动单元一与中控单元连接。

在上述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置中，所述的导杆一为两个且分别位于滚珠丝杆一的两侧。

在上述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置中，所述的第二导向组件包括一端固定在第一滑块上的与导杆一垂直的导杆二，上述的第二滑块套设在导杆二上；所述的第二滚珠丝杆驱动组件包括一端穿设于第一滑块内的滚珠丝杆二、同轴固定在滚珠丝杆二上的从动齿轮二、与从动齿轮二啮合的主动齿轮二和用于驱动主动齿轮二旋转的驱动单元二，所述的第二滑块套设在滚珠丝杆二上且与滚珠丝杆二传动连接，所述的驱动单元二与中控单元连接。

在上述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置中，所述的导杆二为两个且分别位于滚珠丝杆二的两侧。

在上述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置中，所述导杆二的另一端固定有用于限制第二滑块运动范围的限位块，所述滚珠丝杆二的另一端穿设在该限位块内，上述的驱动单元二固定在限位块上。

在上述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置中，3D打印装置还包括支撑板三、与支撑板三平行的支撑板四和固连在支撑板三与支撑板四之间的与导杆一平行的导杆三，上述的限位块套设在该导杆三上，所述的支撑板三与支撑板四之间还设有用于驱动限位块沿导杆三运动的第三滚珠丝杆驱动组件。

在上述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置中，所述的第三滚珠丝杆驱动组件包括设于支撑板三与支撑板四之间的与导杆三平行的滚珠丝杆三、固定在支撑板四外侧的驱动单元三、由驱动单元三驱动的主动齿轮三和设于滚珠丝杆三上的从动齿轮三，所述的主动齿轮三与从动齿轮三啮合，所述的限位块套设在滚珠丝杆三上且与滚珠丝杆三传动连接，所述的驱动单元三与中控单元连接。

在上述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置中，所述的导杆三为两个且分别位于滚珠丝杆三的两侧。

在上述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置中，所述的支撑板一上固连有轴承一，所述的支撑板二上固连有轴承二，所述滚珠丝杆一的一端与轴承一的内圈紧配合，其另一端与轴承二的内圈紧配合。

在上述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置中，所述的支撑板三上固连有轴承三，所述的支撑板四上固连有轴承四，所述滚珠丝杆三的一端与轴承三的内圈紧配合，其另一端与轴承四的内圈紧配合。

在上述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置中，所述的第一滑块上固定有轴承五，所述的限位块上固定有轴承六，所述滚珠丝杆二的一端与轴承五的内圈紧配合，其另一端与轴承六的内圈紧配合。

驱动单元一和驱动单元三同步动作，驱动单元一带动主动齿轮一转动，主动齿轮一带动从动齿轮一转动，从而带动滚珠丝杆一转动，由于第一滑块与滚珠丝杆一传动连接，并由导杆一周向限位，因此第一滑块沿着导杆一的长度方向运动；同时驱动单元三带动主动齿轮三转动，主动齿轮三带动从动齿轮三转动，从而带动滚珠丝杆三转动，由于限位块与滚珠丝杆三传动连接，并由导杆三周向限位，因此限位块沿着导杆三的长度方向与第一滑块同步运动。

驱动单元二带动主动齿轮二转动，主动齿轮二带动从动齿轮二转动，从动齿轮二带动滚珠丝杆二转动，由于第二滑块与滚珠丝杆二传动连接，并由导杆二周向限位，当驱动单元二工作时带动第二滑块沿滚珠丝杆二的长度方向运动，从而带动打印头运动。

在上述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置中，所述的驱动单元一包括步进电机一和减速器一，所述的主动齿轮一同轴固定在减速器一的输出轴上；所述的驱动单元二包括步进电机二和减速器二，所述的主动齿轮二同轴固定在减速器一的输出轴上；所述的驱动单元三包括步进电机三和减速器三，所述的主动齿轮三同轴固定在减速器三的输出轴上。

与现有技术相比，基于滚珠丝杆移动的3D打印装置具有以下优点：滚珠丝杆一、滚珠丝杆二和滚珠丝杆三保证第二滑块运动的精度，从而保证了打印头的运动精度；同时各减速器也提高了移动时的位置精度，各减速器的输出轴通过主动齿轮和从动齿轮实现与各滚珠丝杆的传动，减少了步进电机工作时所引起的振动，提高了精度。

附图说明

图1是本实用新型提供的较佳实施例的结构示意图。

图2是本实用新型提供的较佳实施例的另一结构示意图。

图中，1、第一滑块；2、第二滑块；3、打印头；4、支撑板一；5、支撑板二；6、导杆一；7、滚珠丝杆一；8、驱动单元一；9、主动齿轮一；10、从动齿轮一；11、导杆二；12、滚珠丝杆二；13、从动齿轮二；14、主动齿轮二；15、驱动单元二；16、限位块；17、支撑板三；18、支撑板四；19、导杆三；20、滚珠丝杆三；21、驱动单元三；22、主动齿轮三；23、从动齿轮三。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，包括第一导向组件、设于第一导向组件上的第一滑块1和用于驱动第一滑块1运动的第一滚珠丝杆驱动组件，第一滑块1上固连有与第一导向组件垂直的第二导向组件，第二导向组件上设有第二滑块2和用于驱动第二滑块2运动的第二滚珠丝杆驱动组件，如图2所示，在第二滑块2上设有打印头3，3D打印装置还包括用于控制打印头3工作的中控单元，第一滚珠丝杆驱动组件和第二滚珠丝杆驱动组件与中控单元连接。

将3D打印装置安装到由中控单元控制的升降装置上，升降装置同样采用滚珠丝杆移动，平稳性更好，精度更高，再配合第一导向组件和第二导向组件可实现打印头3的高精度三维运动。

如图1所示，第一导向组件包括支撑板一4、与支撑板一4平行的支撑板二5和垂直于支撑板一4设置的导杆一6，导杆一6的另一端与支撑板二5固连，第一滑块1套设在导杆一6上。如图1和图2所示，第一滚珠丝杆驱动组件包括设于支撑板一4与支撑板二5之间的与导杆一6平行的滚珠丝杆一7、固定于支撑板一4外侧的驱动单元一8、由驱动单元一8驱动的主动齿轮一9和设于滚珠丝杆一7上的从动齿轮一10，主动齿轮一9与从动齿轮一10啮合，第一滑块1套设在滚珠丝杆一7上且与滚珠丝杆一7传动连接，驱动单元一8与中控单元连接。如图1所示，导杆一6为两个且分别位于滚珠丝杆一7的两侧。

本结构中，滚珠丝杆一7与第一滑块1构成滚珠丝杆副，完成精密传动。

如图1和图2所示，第二导向组件包括一端固定在第一滑块1上的与导杆一6垂直的导杆二11，第二滑块2套设在导杆二11上。如图1所示，第二滚珠丝杆驱动组件包括一端穿设于第一滑块1内的滚珠丝杆二12、同轴固定在滚珠丝杆二12上的从动齿轮二13、与从动齿轮二13啮合的主动齿轮二14和用于驱动主动齿轮二14旋转的驱动单元二15，第二滑块2套设在滚珠丝杆二12上且与滚珠丝杆二12传动连接，驱动单元二15与中控单元连接。如图1和图2所示，导杆二11为两个且分别位于滚珠丝杆二12的两侧。

本结构中，滚珠丝杆二12与第二滑块2构成滚珠丝杆副，完成精密传动。

如图1所示，导杆二11的另一端固定有用于限制第二滑块2运动范围的限位块16，滚珠丝杆二12的另一端穿设在该限位块16内，驱动单元二15固定在限位块16上。

如图1所示，3D打印装置还包括支撑板三17、与支撑板三17平行的支撑板四18和固连在支撑板三17与支撑板四18之间的与导杆一6平行的导杆三19，限位块16套设在该导杆三19上，支撑板三17与支撑板四18之间还设有用于驱动限位块16沿导杆三19运动的第三滚珠丝杆驱动组件。

如图1所示，第三滚珠丝杆驱动组件包括设于支撑板三17与支撑板四18之间的与导杆三19平行的滚珠丝杆三20、固定在支撑板四18外侧的驱动单元三21、由驱动单元三21驱动的主动齿轮三22和设于滚珠丝杆三20上的从动齿轮三23，主动齿轮三22与从动齿轮三23啮合，限位块16套设在滚珠丝杆三20上且与滚珠丝杆三20传动连接，驱动单元三21与中控单元连接。如图1和图2所示，导杆三19为两个且分别位于滚珠丝杆三20的两侧。

本结构中，滚珠丝杆三20与限位块16构成滚珠丝杆副，完成精密传动。

本实施例中，在支撑板一4上固连有轴承一，支撑板二5上固连有轴承二，滚珠丝杆一7的一端与轴承一的内圈紧配合，其另一端与轴承二的内圈紧配合。在支撑板三17上固连有轴承三，支撑板四18上固连有轴承四，滚珠丝杆三20的一端与轴承三的内圈紧配合，其另一端与轴承四的内圈紧配合。在第一滑块1上固定有轴承五，限位块16上固定有轴承六，滚珠丝杆二12的一端与轴承五的内圈紧配合，其另一端与轴承六的内圈紧配合。

驱动单元一8和驱动单元三21同步动作，驱动单元一8带动主动齿轮一9转动，主动齿轮一9带动从动齿轮一10转动，从而带动滚珠丝杆一7转动，由于第一滑块1与滚珠丝杆一7传动连接，并由导杆一6周向限位，因此第一滑块1沿着导杆一6的长度方向运动；同时驱动单元三21带动主动齿轮三22转动，主动齿轮三22带动从动齿轮三23转动，从而带动滚珠丝杆三20转动，由于限位块16与滚珠丝杆三20传动连接，并由导杆三19周向限位，因此限位块16沿着导杆三19的长度方向与第一滑块1同步运动。

驱动单元二15带动主动齿轮二14转动，主动齿轮二14带动从动齿轮二13转动，从动齿轮二13带动滚珠丝杆二12转动，由于第二滑块2与滚珠丝杆二12传动连接，并由导杆二11周向限位，当驱动单元二15工作时带动第二滑块2沿滚珠丝杆二12的长度方向运动，从而带动打印头3运动。

本实施例中，驱动单元一8包括步进电机一和减速器一，主动齿轮一9同轴固定在减速器一的输出轴上；驱动单元二15包括步进电机二和减速器二，主动齿轮二14同轴固定在减速器一的输出轴上；驱动单元三21包括步进电机三和减速器三，主动齿轮三22同轴固定在减速器三的输出轴上。步进电机一与步进电机二的型号相同，功率相同，转速也相同，保证第一滑块1与限位块16同步运动。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，包括第一导向组件、设于第一导向组件上的第一滑块(1)和用于驱动第一滑块(1)运动的第一滚珠丝杆驱动组件，其特征在于，所述的第一滑块(1)上固连有与第一导向组件垂直的第二导向组件，所述的第二导向组件上设有第二滑块(2)和用于驱动第二滑块(2)运动的第二滚珠丝杆驱动组件，所述的第二滑块(2)上设有打印头(3)，3D打印装置还包括用于控制打印头(3)工作的中控单元，所述的第一滚珠丝杆驱动组件和第二滚珠丝杆驱动组件与中控单元连接。

2.根据权利要求1所述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，其特征在于，所述的第一导向组件包括支撑板一(4)、与支撑板一(4)平行的支撑板二(5)和垂直于支撑板一(4)设置的导杆一(6)，所述导杆一(6)的另一端与支撑板二(5)固连，所述的第一滑块(1)套设在导杆一(6)上；所述的第一滚珠丝杆驱动组件包括设于支撑板一(4)与支撑板二(5)之间的与导杆一(6)平行的滚珠丝杆一(7)、固定于支撑板一(4)外侧的驱动单元一(8)、由驱动单元一(8)驱动的主动齿轮一(9)和设于滚珠丝杆一(7)上的从动齿轮一(10)，所述的主动齿轮一(9)与从动齿轮一(10)啮合，所述的第一滑块(1)套设在滚珠丝杆一(7)上且与滚珠丝杆一(7)传动连接，所述的驱动单元一(8)与中控单元连接。

3.根据权利要求2所述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，其特征在于，所述的第二导向组件包括一端固定在第一滑块(1)上的与导杆一(6)垂直的导杆二(11)，上述的第二滑块(2)套设在导杆二(11)上；所述的第二滚珠丝杆驱动组件包括一端穿设于第一滑块(1)内的滚珠丝杆二(12)、同轴固定在滚珠丝杆二(12)上的从动齿轮二(13)、与从动齿轮二(13)啮合的主动齿轮二(14)和用于驱动主动齿轮二(14)旋转的驱动单元二(15)，所述的第二滑块(2)套设在滚珠丝杆二(12)上且与滚珠丝杆二(12)传动连接，所述的驱动单元二(15)与中控单元连接。

4.根据权利要求3所述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，其特征在于，所述导杆二(11)的另一端固定有用于限制第二滑块(2)运动范围的限位块(16)，所述滚珠丝杆二(12)的另一端穿设在该限位块(16)内，上述的驱动单元二(15)固定在限位块(16)上。

5.根据权利要求4所述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，其特征在于，3D打印装置还包括支撑板三(17)、与支撑板三(17)平行的支撑板四(18)和固连在支撑板三(17)与支撑板四(18)之间的与导杆一(6)平行的导杆三(19)，上述的限位块(16)套设在该导杆三(19)上，所述的支撑板三(17)与支撑板四(18)之间还设有用于驱动限位块(16)沿导杆三(19)运动的第三滚珠丝杆驱动组件。

6.根据权利要求5所述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，其特征在于，所述的第三滚珠丝杆驱动组件包括设于支撑板三(17)与支撑板四(18)之间的与导杆三(19)平行的滚珠丝杆三(20)、固定在支撑板四(18)外侧的驱动单元三(21)、由驱动单元三(21)驱动的主动齿轮三(22)和设于滚珠丝杆三(20)上的从动齿轮三(23)，所述的主动齿轮三(22)与从动齿轮三(23)啮合，所述的限位块(16)套设在滚珠丝杆三(20)上且与滚珠丝杆三(20)传动连接，所述的驱动单元三(21)与中控单元连接。

7.根据权利要求2所述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，其特征在于，所述的支撑板一(4)上固连有轴承一，所述的支撑板二(5)上固连有轴承二，所述滚珠丝杆一(7)的一端与轴承一的内圈紧配合，其另一端与轴承二的内圈紧配合。

8.根据权利要求6所述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，其特征在于，所述的支撑板三(17)上固连有轴承三，所述的支撑板四(18)上固连有轴承四，所述滚珠丝杆三(20)的一端与轴承三的内圈紧配合，其另一端与轴承四的内圈紧配合。

9.根据权利要求4所述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，其特征在于，所述的第一滑块(1)上固定有轴承五，所述的限位块(16)上固定有轴承六，所述滚珠丝杆二(12)的一端与轴承五的内圈紧配合，其另一端与轴承六的内圈紧配合。

10.根据权利要求6所述的基于滚珠丝杆移动的3D打印装置，其特征在于，所述的驱动单元一(8)包括步进电机一和减速器一，所述的主动齿轮一(9)同轴固定在减速器一的输出轴上；所述的驱动单元二(15)包括步进电机二和减速器二，所述的主动齿轮二(14)同轴固定在减速器一的输出轴上；所述的驱动单元三(21)包括步进电机三和减速器三，所述的主动齿轮三(22)同轴固定在减速器三的输出轴上。