CN210651907U - 防断料检测装置和3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种防断料检测装置，通过设置连通入料口和打印头的导料管，导料管的管壁上开设有避让口，在避让口处设置检测器，检测器可以是与材料接触而发出感知信号的接触式传感器，检测器也可以是光学传感器，从而在3D打印机的打印工作过程中实时检测导料管内部的材料是否连续，并在断料时发出信号或中断信号，从而操作人员可及时知晓发生了断料情况，进而便于采取措施以免在发生断料的情况下继续打印而造成的打印不成形、无法打印或打印质量下降等问题。

Description

防断料检测装置和3D打印机

技术领域

本实用新型涉及检测装置技术领域，特别涉及一种防断料检测装置和3D打印机。

背景技术

现有的3D打印机在为打印头供料的过程中，缺少断料检测的功能，一旦由于打印机或物料的原因而发生断料，将会导致打印不成形、无法打印或打印质量下降等问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种3D打印防断料检测装置，包括壳体、导料管和检测器。

壳体，开设有入料口；

导料管，设于所述壳体内，用于将由所述入料口进入的材料输送至打印头，所述导料管的管壁开设避让口；

检测器，设于所述壳体内且正对或伸入所述避让口，用于检测所述导料管内的材料是否发生断料并在断料时发出信号或中断信号。

进一步地，所述检测器包括检测器主体和探头，所述探头设于所述检测器主体上并在弹性力的作用下可由第一位置移动至第二位置，所述第二位置位于所述导料管内，所述探头位于所述第一位置时触发信号，所述探头位于所述第二位置时中断信号。

进一步地，还包括快拆机构，所述打印头可拆卸地安装于所述壳体，所述快拆机构用于对所述打印头快速安装和解除，所述导料管包括第一导料管，所述第一导料管由所述快拆机构开设通孔而形成，所述避让口位于所述第一导料管上。

进一步地，所述导料管还包括第二导料管，所述第二导料管固定于所述壳体内，所述第二导料管用于连通所述入料口和所述第一导料管。

进一步地，还包括安装定位筒，所述安装定位筒用于安装和定位所述打印头，所述导料管还包括第三导料管，所述第三导料管固定设于所述安装定位筒上，所述第三导料管用将所述材料由所述第一导料管输送至所述打印头。

进一步地，所述导料管还包括第四导料管，所述第四导料管由所述打印头开设连接通道而形成，所述第四导料管用于将所述材料由所述第三导料管输送至所述打印头的出料口。

进一步地，所述打印头内还设有加长内管，所述加长内管的两端分别连通所述第四导料管和所述打印头的出料口。

进一步地，所述第一导料管、所述第二导料管、所述第三导料管和所述第四导料管靠近所述入料口的一端均设有导料槽，所述导料槽呈上大下小的漏斗状。

进一步地，所述入料口处设有耐磨环，所述耐磨环用于避免所述壳体剐蹭所述材料。

本实用新型还提供一种3D打印机，包括3D打印机本体和所述防断料检测装置，所述防断料检测装置设于所述3D打印机本体上，所述防断料检测装置用于安装打印头并在供料过程中检测材料是否中断。

由上述技术方案可知，本实用新型至少具有如下优点和积极效果：

本实用新型提供了一种防断料检测装置，通过设置连通入料口和打印头的导料管，导料管的管壁上开设有避让口，在避让口处设置检测器，检测器可以是与材料接触而发出感知信号的接触式传感器，检测器也可以是光学传感器，从而在3D打印机的打印工作过程中实时检测导料管内部的材料是否连续，并在断料时发出信号或中断信号，从而操作人员可及时知晓发生断料的情况，进而便于采取措施以免在发生断料的情况下继续打印而造成的打印不成形、无法打印或打印质量下降等问题。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中防断料检测装置在探头处于第一位置的剖面结构示意图。

图2是本实用新型一实施例中防断料检测装置在探头处于第二位置的剖面结构示意图。

图3是本实用新型一实施例中打印头的剖面结构示意图。

图4是本实用新型一实施例中按下开关手柄解除锁定的剖面结构示意图；

图5是本实用新型一实施例中按下开关手柄拆下打印头的剖面结构示意图；

图6是包含本实用新型防断料检测装置的3D打印机立体结构示意图。

附图标记说明如下：1、壳体；2、导料管；21、第一导料管；211、避让口；22、第二导料管；23、第三导料管；24、第四导料管；25、加长内管；3、检测器；31、检测器主体；32、探头；4、快拆机构；41、开关手柄；42、锁定连杆；5、安装定位筒；6、打印头；7、导料槽；a、3D打印机本体；a1、打印机底座；a2、滑动工作台；a3、立柱；a4、横梁；a5、纵向滑轨；a6、丝杆；a7、升降梁；b、防断料检测装置。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，本实用新型实施例提供一种防断料检测装置，包括壳体1、导料管2、检测器3、快拆机构4和安装定位筒5。

壳体1作为内部各构件的安装基体，其上部开设有入料口。入料口中可以设置耐磨环11，耐磨环11是由耐磨且具有一定润滑性能的材质制成，从而避免材料直接接触壳体1而发生刮擦引起材料损伤。耐磨环11的外周靠近上下两端处各设有凸缘，在两凸缘之间形成环形凹槽，耐磨环11通过环形凹槽卡设于壳体1的入料口处。

导料管设于壳体1内，通过导料管2可将由入料口进入的材料输送至打印头6，进而为打印头6的打印工作供应材料。在3D打印技术中，所使用的材料一般为线材。

导料管的管壁开设有避让口211，检测器3设于壳体内且正对或伸入避让口，从而通过避让口检测导料管内的材料是否发生断料。在检测器3检测到导料管2内发生断料时，发出信号或者中断正在发出的信号，从而提示操作人员。

其中，检测器3可以是与材料接触而发出感知信号的接触式传感器，也可以是激光传感器、视觉检测器等光学传感器。若检测器3是接触式传感器，其探头应从避让口处伸入导料管2，从而接触并感知导料管2内的材料。若检测器3是光学传感器，其探测光线应从避让口处进入导料管2并从避让口处接收反射光信号，或者仅从避让口处接收材料有无而发出的不同光学特征。

本实用新型通过设置连通入料口和打印头的导料管2，导料管2的管壁上开设有避让口211，在避让口211处设置检测器3，从而在3D打印机的打印工作过程中实时检测导料管2内部的材料是否连续，并在断料时发出信号或中断信号，从而操作人员可及时知晓发生断料的情况，进而便于采取措施以免在发生断料的情况下继续打印而造成的打印不成形、无法打印或打印质量下降等问题。

参照图2，具体实施中，检测器3包括检测器主体31和探头32，探头32设于检测器主体31上并在弹性力的作用下可由第一位置移动至第二位置。具体地，探头32可以是铰接在检测器主体31上并通过扭力弹簧等弹性元件使探头32在不受外力的情况下处于第二位置，第二位置位于导料管内，并在外力作用下探头被从第二位置挤压移动到第一位置。例如，导料管内对应避让口位置处有材料的情况下，材料会挤压探头使探头维持在第一位置。而当导料管内对应避让口位置处没有材料时，探头32则会在弹性元件的弹性推力下恢复至第二位置。实际应用中，导料管内对应避让口位置处有材料而迫使探头32位于第一位置的状态下，检测器发出信号，也即在导料管内不发生断料的正常情况下检测器3持续发出提示材料正常的信号。探头从第一位置移动到第二位置的情况下，说明探头32失去导料管内材料的作用力，进而检测器3停止继续发出材料正常的信号，也即发生了断料现象。在此过程中，探头31相当于决定检测器3是否发出信号的开关。

打印头6可拆卸地安装于壳体1，快拆机构4用于对打印头6快速安装和解除。快拆机构4解除对打印头6的固定后，可将打印头6卸下从而便于更换成其他功能的部件如激光加工头等，从而使装置具备多种功能。

参照图3，打印头6的顶部设有安装配合部61，安装配合部61呈柱状凸起，通过安装配合部61可将打印头6以准确的位置安装于壳体1。打印头6的中部设有快速卡合部62，快速卡合部62呈盘状，快拆机构4作用于快速卡合部62而实现对打印头6的快速固定。

参照图4和图5，快拆机构4包括开关手柄41和锁定连杆42，锁定连杆42的一端呈钩状，通过向上搬动开关手柄41可带动锁定连杆42动作进而快速钩住快速卡合部62以固定打印头6。通过向下搬动开关手柄41可带动锁定连杆42动作进而解除对打印头6的钩紧固定。

其中，导料管包括第一导料管21，第一导料管21是在快拆机构4的开关手柄41上开设通孔而构成的。避让口211位于第一导料管上21，进而检测器3的设置位置可以是在开关手柄41上。

进一步地，导料管还包括第二导料管22、第三导料管23，第二导料管22和第三导料管23均固定于壳体1内。在打印头6被快拆机构4锁紧固定的情况下，第二导料管22、第三导料管23与第一导料管21在同一条轴线上。第二导料管22连通入料口和第一导料管21，从而第二导料管22可将从入料口进入的材料输送至第一导料管21。

安装定位筒5固定于壳体1内，安装定位筒5设有与打印头6的安装配合部61形状相适配的腔体，通过腔体与安装配合部61的配合而对打印头6安装时进行定位。第三导料管23固定设于安装定位筒5上并连通安装定位筒5的腔体，通过第三导料管23可将材料由第一导料管21输送至打印头6。

进一步地，导料管还包括第四导料管24，第四导料管24是由在打印头6的安装配合部61上开设连接通道而形成，在打印头6是一体成型的情况下，第四导料管24可直接连通第三导料管23和打印头6的出料口，进而将材料由第三导料管23输送至打印头6的出料口。

打印头6是由上下两个或两个以上的部件固定连接而成的情况下，在打印头6内还设有加长内管25，加长内管25的两端分别连通第四导料管24和打印头6的出料口，从而通过加长内管25将从第四导料管24中出来的材料进一步导向输送至打印头6的出料口。

其中，第一导料管21、第二导料管22、第三导料管23和第四导料管24靠近入料口的一端均设有导料槽7，导料槽7呈上大下小的漏斗状。通过在各导料管的顶部设置上大下小的导料槽7，进而在材料从相邻的前一个导料管进入后一个导料管的时候，即便材料偏离后一个导料管的轴心线些许距离也会在导料槽7的导向作用下顺利进入后一个导料管，进而避免导料管的入口处或管道壁刮擦材料。

由于快拆机构4的开关手柄41在壳体1中是活动部件，因而开关手柄41与固定在壳体1内的第二导料管22之间存在一定距离的间隙，材料经过该间隙进入第一导料管21时发生偏离的可能性更大，故而第一导料管21顶部的导料槽7的开口大于第二导料管22顶部的导料槽7，进而保证从第二导料管22出来的材料能够顺利进入第一导料管21中。

通过以上设置，本实用新型防断料检测装置的一个工作过程如下：

材料经壳体1上入料口处的耐磨环11进入装置内，在第二导料管22顶部的导料槽7的导向作用下进入第二导料管22。然后，材料经第二导料管22的底部出来并在第一导料管21顶部的导料槽7的导向作用下进入第一导料管21，再从第一导料管21的底部出来依次在第三导料管23顶部的导料槽7的导向作用下进入第三导料管23，在第四导料管24顶部的导料槽7的导向作用下进入第四导料管24，再经过加长内管25而传送至打印头6的出料口，至此完成3D打印的供料过程。

其中，材料经过第二导料管22时，材料挤压检测器3的探头32，使探头32保持在第一位置。探头32位于第一位置的情况下，触发信号，进而在材料没有发生断料的情况下，检测器3持续发出材料正常的提示信号。第二导料管22中没有材料经过时，检测器3的探头32在弹性元件的弹性力作用下向上翘起并深入到第二导料管22内而处于第二位置。探头32位于第二位置的情况下，无法继续触发信号，进而在发生断料的情况下，检测器3停止发出材料正常的提示信号，表明发生断料。

参照图6，本实用新型还提供一种3D打印机，包括3D打印机本体a和防断料检测装置b，防断料检测装置b设于3D打印机本体a上，防断料检测装置b用于安装打印头并在供料过程中检测材料是否中断。材料发生中断时，防断料检测装置b发出断料的提示信号或停止发出材料正常的提示信号，进而提示操作人员及时采取措施以避免影响打印质量。

3D打印机本体a包括一个打印机底座a1、一个滑动工作台a2、两个立柱a3和一个横梁a4。两个立柱a3分别竖立固定于打印机底座a1的左右两侧，横梁a4的左右两端分别固定于两个立柱a3的顶部，从而，两个立柱a3和一个横梁a4构成一个龙门架结构。打印机底座a1上设有纵向滑轨a5，滑动工作台a2可沿纵向滑轨a5移动地设于打印机底座a1上。3D打印机本体a还设有工作台滑动驱动装置，通过工作台滑动驱动装置驱动滑动工作台a2沿纵向滑轨前后移动。靠近左右两个立柱a3处分别设有两个丝杆a6，两个丝杆a6的螺距、导程及升角等参数相等，两个丝杆a6与两立柱a3平行。在两个丝杆a6上分别设有与两个丝杆a6相配合的螺母，两个丝杆a6之间还设有可相对立柱a3升降移动的升降梁a7，升降梁a7的两端分别固定连接两个螺母。3D打印机本体a还包括升降驱动装置，升降驱动装置驱动两个丝杆a6同步运转，进而推动分别旋合于两个丝杆a6上的两个螺母同步上升，两个螺母同步上升带动两端分别固定于两个螺母上的升降梁a7保持与工作台a2上表面平行地上升。

升降梁a7上设有横向导轨，防断料检测装置b可沿横向导轨移动地设于升降梁上a7，升降梁a7或防断料检测装置b上还设有横移驱动装置，横移驱动装置驱动防断料检测装置b沿升降梁a7移动。横移驱动装置具体可以是丝杆螺母机构，也可以是齿轮齿条机构等机构形式。

通过以上设置，滑动工作台a2可沿纵向滑轨a5前后移动，升降梁a7可带动防断料检测装置b沿与立柱a3平行的两个丝杆a6上下移动，防断料检测装置b可沿升降梁a7上的横向导轨移动，进而使得防断料检测装置b可相对滑动工作台a2在上、下、前、后、左、右六个方向移动。进而使得，防断料检测装置b安装打印头后可以在滑动工作台a2打印出三维立体实物，或者安装激光加工头后可以对工件进行多方位加工。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离本实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种防断料检测装置，其特征在于，包括：

壳体，开设有入料口；

导料管，设于所述壳体内，用于将由所述入料口进入的材料输送至打印头，所述导料管的管壁开设避让口；

检测器，设于所述壳体内且正对或伸入所述避让口，用于检测所述导料管内的材料是否发生断料并在断料时发出信号或中断信号。

2.根据权利要求1所述的防断料检测装置，其特征在于，所述检测器包括检测器主体和探头，所述探头设于所述检测器主体上并在弹性力的作用下可由第一位置移动至第二位置，所述第二位置位于所述导料管内，所述探头位于所述第一位置时触发信号，所述探头位于所述第二位置时中断信号。

3.根据权利要求2所述的防断料检测装置，其特征在于，还包括快拆机构，所述打印头可拆卸地安装于所述壳体，所述快拆机构用于对所述打印头快速安装和解除，所述导料管包括第一导料管，所述第一导料管由所述快拆机构开设通孔而形成，所述避让口位于所述第一导料管上。

4.根据权利要求3所述的防断料检测装置，其特征在于，所述导料管还包括第二导料管，所述第二导料管固定于所述壳体内，所述第二导料管用于连通所述入料口和所述第一导料管。

5.根据权利要求4所述的防断料检测装置，其特征在于，还包括安装定位筒，所述安装定位筒用于安装和定位所述打印头，所述导料管还包括第三导料管，所述第三导料管固定设于所述安装定位筒上，所述第三导料管用将所述材料由所述第一导料管输送至所述打印头。

6.根据权利要求5所述的防断料检测装置，其特征在于，所述导料管还包括第四导料管，所述第四导料管由所述打印头开设连接通道而形成，所述第四导料管用于将所述材料由所述第三导料管输送至所述打印头的出料口。

7.根据权利要求6所述的防断料检测装置，其特征在于，所述打印头内还设有加长内管，所述加长内管的两端分别连通所述第四导料管和所述打印头的出料口。

8.根据权利要求6所述的防断料检测装置，其特征在于，所述第一导料管、所述第二导料管、所述第三导料管和所述第四导料管靠近所述入料口的一端均设有导料槽，所述导料槽呈上大下小的漏斗状。

9.根据权利要求1所述的防断料检测装置，其特征在于，所述入料口处设有耐磨环，所述耐磨环用于避免所述壳体剐蹭所述材料。

10.一种3D打印机，其特征在于，包括3D打印机本体和所述防断料检测装置，所述防断料检测装置设于所述3D打印机本体上，所述防断料检测装置用于安装打印头并在供料过程中检测材料是否中断。

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