CN212288760U - 一种3d打印机机架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种3D打印机机架，包括框架体、X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构，所述框架体为立方体式框架结构，所述X向移动机构包括X向传动电机、X向传动减速机、X向驱动轴、中间轴和X向移动组件；所述Z向移动机构包括Z向底座、Z向传动电机、Z向传动减速机、Z向驱动轴、Z向移动组件；所述Y向移动机构包括Y向底座、Y向传动电机、Y向滑轨、Y向丝杠和Y向移动座。本实用新型的优点在于：整体结构紧凑，可适用于打印空间较小的场景；一方面采用了减速机，可实现大扭矩输出，另一方面在同一方向上仅仅使用了单个输出，降低了成本，还避免了同一方向输出不同步的情况，提高了设备的运行稳定性。

Description

一种3D打印机机架

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别是一种3D打印机机架。

背景技术

3D打印作为快速成型技术的一种，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。

现有的安装3D打印机的机架结构较为简单，为了实现3D打印，需要采用XYZ三轴平台来装载打印头，现有的XYZ三轴平台大多数将电机安装在对应平台的一端，占用了较大的空间，对打印空间较小的使用场景来讲非常不利。另外，现有的3D打印机还存在运行稳定性低的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、稳定性高的3D打印机机架。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种3D打印机机架，包括框架体、X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构，所述框架体为立方体式框架结构，所述X向移动机构包括X向传动电机、X向传动减速机、X向驱动轴、中间轴和X向移动组件，所述X向传动电机沿Y向安装在框架体的顶部侧壁上，所述X向传动电机的输出端与X向传动减速机的输入端传动连接，所述X向传动减速机的输出端安装有X向驱动伞齿轮，所述驱动轴沿Y向安装在框架体的顶部侧壁上，所述驱动轴的中部安装有X向第一输入伞齿轮，所述驱动轴的两端分别安装有X向第一输出伞齿轮，所述X向第一输入伞齿轮与X向驱动伞齿轮啮合，两根所述中间轴沿Z向对称安装在框架体的侧壁上，所述中间轴的中部安装有X向第二输入伞齿轮，所述X向第二输入伞齿轮与X向第一输出伞齿轮啮合，所述中间轴的两端分别与X向移动组件的输入端传动连接，所述X向移动组件沿X向固定在框架体的侧壁上；

所述Z向移动机构包括Z向底座、Z向传动电机、Z向传动减速机、Z向驱动轴、Z向移动组件，所述Z向底座沿Y向固定在框架体的顶部中间位置，所述Z向底座的中部安装有Z向传动电机，所述Z向传动电机的输出端与Z向传动减速机的输入端传动连接，所述Z向传动减速机的输出端安装有Z向驱动伞齿轮，所述Z向驱动轴沿Y向安装在Z向底座上，所述Z向驱动轴的中部安装有Z向第一输入伞齿轮，所述Z向第一输入伞齿轮与Z向驱动伞齿轮啮合，所述Z向驱动轴的两端分别与Z向移动组件的输入端传动连接，所述Z向移动组件沿Z向设置于框架体的外侧壁上；

所述Y向移动机构包括Y向底座、Y向传动电机、Y向滑轨、Y向丝杠和Y向移动座，所述Y向底座的两端分别与Z向移动组件的输出端连接，所述Y向底座的一端安装有Y向传动电机，所述Y向底座上沿Y向安装有两根相互平行的Y向滑轨，两根所述Y向滑轨之间安装有Y向丝杠，所述Y向丝杠与Y向传动电机传动连接，所述Y向移动座滑动配合安装在Y向滑轨上，且所述Y向移动座与Y向丝杠通过螺纹配合连接。

进一步地，所述框架体的底部四角上分别设置有脚座。

进一步地，所述脚座为可调式脚座。

进一步地，所述X向移动组件包括X向底座、X向滑轨、X向丝杠和X向移动座，所述X向底座沿Y向固定在框架体的外侧壁上，所述X向底座上沿X向安装有两根相互平行的X向滑轨，两根所述X向滑轨之间安装有X向丝杠，所述X向移动座与X向滑轨滑动配合，且所述X向移动座与X向丝杠通过螺纹配合连接，所述X向丝杠靠近中间轴的一端安装有X向第三输入伞齿轮，所述中间轴的端部安装有X向第二输出伞齿轮，所述X向第二输出伞齿轮与X向第三输入伞齿轮啮合。

进一步地，所述Z向移动组件的两端固定在X向移动座上。

进一步地，所述Z向移动组件包括Z向丝杠、Z向滑轨和Z向移动座，两根相互平行的Z向滑轨固定在X向移动座之间，两根Z向滑轨之间设置有Z向丝杠，所述Z向驱动轴的两端分别安装有Z向第一输出伞齿轮，所述Z向丝杠的上端安装有Z向第二输入伞齿轮，所述Z向第二输入伞齿轮与Z向第一输出伞齿轮啮合，所述Z向移动座与Z向滑轨滑动配合连接，且所述Z向移动座与Z向丝杠通过螺纹配合连接。

进一步地，所述X向传动电机、所述Y向传动电机和所述Z向传动电机均为伺服电机。

进一步地，所述X向传动减速机和所述Z向传动减速机均为蜗轮蜗杆减速机。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型通过伞齿轮副、驱动轴、中间轴等部件进行组配，实现了动力传输换向、分流，将X向传动电机、Y向传动电机和Z向传动电机均沿Y向设置，整体结构紧凑，可适用于打印空间较小的场景。

2、本实用新型一方面采用了减速机，可实现大扭矩输出，另一方面在同一方向上仅仅使用了单个输出，避免了同一方向输出不同步的情况，提高了设备的运行稳定性。

3、本实用新型采用伞齿轮副进行传动，传动可靠性高。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为本实用新型的X向移动机构安装在框架体上的结构示意图；

图3 为本实用新型的X向移动组件的结构示意图；

图4 为本实用新型的Y向移动机构和Z向移动机构的结构示意图；

图中：1-框架体，1a-脚座，2-X向移动机构，2a-X向传动电机，2b-X向传动减速机，2c-X向驱动伞齿轮，2d-X向第一输入伞齿轮，2e-X向驱动轴，2e1-X向第一输出伞齿轮，2f-中间轴，2f1-X向第二输入伞齿轮，2f2-X向第二输出伞齿轮，2g-X向移动组件，2g1-X向底座，2g2-X向滑轨，2g3-X向丝杠，2g4-X向移动座，3-Y向移动机构，3a-Y向底座，3b-Y向传动电机，3c-Y向滑轨，3d-Y向丝杠，3e-Y向移动座，4-Z向移动机构，4a-Z向底座，4b-Z向传动电机，4c-Z向传动减速机，4d-Z向驱动伞齿轮，4e-Z向驱动轴，4f-Z向第一输入伞齿轮，4g-Z向移动组件，4g1-Z向丝杠，4g2-Z向滑轨，4g3-Z向移动座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图4所示，一种3D打印机机架，包括框架体1、X向移动机构2、Y向移动机构3和Z向移动机构4，所述框架体1为立方体式框架结构，

所述X向移动机构2包括X向传动电机2a、X向传动减速机2b、X向驱动轴2e、中间轴2f和X向移动组件2g，所述X向传动电机2a沿Y向安装在框架体1的顶部侧壁上，所述X向传动电机2a的输出端与X向传动减速机2b的输入端传动连接，所述X向传动减速机2b的输出端安装有X向驱动伞齿轮2c，所述驱动轴2e沿Y向安装在框架体1的顶部侧壁上，所述驱动轴2e的中部安装有X向第一输入伞齿轮2d，所述驱动轴2e的两端分别安装有X向第一输出伞齿轮2e1，所述X向第一输入伞齿轮2d与X向驱动伞齿轮2c啮合，两根所述中间轴2f沿Z向对称安装在框架体1的侧壁上，所述中间轴2f的中部安装有X向第二输入伞齿轮2f1，所述X向第二输入伞齿轮2f1与X向第一输出伞齿轮2e1啮合，所述中间轴2f的两端分别与X向移动组件2g的输入端传动连接，所述X向移动组件2g沿X向固定在框架体1的侧壁上；X向传动电机2a带动X向传动减速机2b转动，并通过X向驱动伞齿轮2c输出，带动X向驱动轴转动，X向驱动轴2e带动中间轴2f转动，中间轴2f的两端作为输出，带动X向移动组件2g上的X向丝杠2g3转动，从而带动X向移动座2g4沿X向移动，采用伞齿轮副进行扭矩传递，使得X向传动电机2a、X向驱动轴2e、中间轴2f的安装位置灵活多变，而且占用空间较小。

所述Z向移动机构4包括Z向底座4a、Z向传动电机4b、Z向传动减速机4c、Z向驱动轴4e、Z向移动组件4g，所述Z向底座4a沿Y向固定在框架体1的顶部中间位置，所述Z向底座4a的中部安装有Z向传动电机4b，所述Z向传动电机4b的输出端与Z向传动减速机4c的输入端传动连接，所述Z向传动减速机4c的输出端安装有Z向驱动伞齿轮4d，所述Z向驱动轴4e沿Y向安装在Z向底座4a上，所述Z向驱动轴4e的中部安装有Z向第一输入伞齿轮4f，所述Z向第一输入伞齿轮4f与Z向驱动伞齿轮4d啮合，所述Z向驱动轴4e的两端分别与Z向移动组件4g的输入端传动连接，所述Z向移动组件4g沿Z向设置于框架体1的外侧壁上；类似的传动方式，使得Z向传动电机4b、Z向驱动轴4e的安装位置灵活多变，占用空间小。

所述Y向移动机构3包括Y向底座3a、Y向传动电机3b、Y向滑轨3c、Y向丝杠3d和Y向移动座3e，所述Y向底座3a的两端分别与Z向移动组件4g的输出端连接，所述Y向底座3a的一端安装有Y向传动电机3b，所述Y向底座3a上沿Y向安装有两根相互平行的Y向滑轨3c，两根所述Y向滑轨3c之间安装有Y向丝杠3d，所述Y向丝杠3d与Y向传动电机3b传动连接，所述Y向移动座3e滑动配合安装在Y向滑轨3c上，且所述Y向移动座3e与Y向丝杠3d通过螺纹配合连接，Y向移动座3e用于安装3D打印机的打印头。

进一步地，所述框架体1的底部四角上分别设置有脚座1a。

进一步地，所述脚座1a为可调式脚座，更为优选地，可调式脚座为带螺杆的脚座，可通过螺纹的配合长度实现脚座1a的高度调节。

进一步地，所述X向移动组件2g包括X向底座2g1、X向滑轨2g2、X向丝杠2g3和X向移动座2g4，所述X向底座2g1沿Y向固定在框架体1的外侧壁上，所述X向底座2g1上沿X向安装有两根相互平行的X向滑轨2g2，两根所述X向滑轨2g2之间安装有X向丝杠2g3，所述X向移动座2g4与X向滑轨2g2滑动配合，且所述X向移动座2g4与X向丝杠2g3通过螺纹配合连接，所述X向丝杠2g3靠近中间轴2f的一端安装有X向第三输入伞齿轮，所述中间轴2f的端部安装有X向第二输出伞齿轮2f2，所述X向第二输出伞齿轮2f2与X向第三输入伞齿轮啮合。

进一步地，所述Z向移动组件4g的两端固定在X向移动座2g4上。

进一步地，所述Z向移动组件4g包括Z向丝杠4g1、Z向滑轨4g2和Z向移动座4g3，两根相互平行的Z向滑轨4g2固定在X向移动座2g4之间，两根Z向滑轨4g2之间设置有Z向丝杠4g1，所述Z向驱动轴4e的两端分别安装有Z向第一输出伞齿轮，所述Z向丝杠4g1的上端安装有Z向第二输入伞齿轮，所述Z向第二输入伞齿轮与Z向第一输出伞齿轮啮合，所述Z向移动座4g3与Z向滑轨4g2滑动配合连接，且所述Z向移动座4g3与Z向丝杠4g1通过螺纹配合连接。

进一步地，所述X向传动电机2a、所述Y向传动电机3b和所述Z向传动电机4b均为伺服电机，可实现位置、速度和力矩的闭环控制，克服了步进电机失步的问题。低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。

进一步地，所述X向传动减速机2b和所述Z向传动减速机4c均为蜗轮蜗杆减速机，具有结构紧凑，安装方便，使用灵活，使用寿命长等优点。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种3D打印机机架，其特征在于：包括框架体（1）、X向移动机构（2）、Y向移动机构（3）和Z向移动机构（4），所述框架体（1）为立方体式框架结构，所述X向移动机构（2）包括X向传动电机（2a）、X向传动减速机（2b）、X向驱动轴（2e）、中间轴（2f）和X向移动组件（2g），所述X向传动电机（2a）沿Y向安装在框架体（1）的顶部侧壁上，所述X向传动电机（2a）的输出端与X向传动减速机（2b）的输入端传动连接，所述X向传动减速机（2b）的输出端安装有X向驱动伞齿轮（2c），所述驱动轴（2e）沿Y向安装在框架体（1）的顶部侧壁上，所述驱动轴（2e）的中部安装有X向第一输入伞齿轮（2d），所述驱动轴（2e）的两端分别安装有X向第一输出伞齿轮（2e1），所述X向第一输入伞齿轮（2d）与X向驱动伞齿轮（2c）啮合，两根所述中间轴（2f）沿Z向对称安装在框架体（1）的侧壁上，所述中间轴（2f）的中部安装有X向第二输入伞齿轮（2f1），所述X向第二输入伞齿轮（2f1）与X向第一输出伞齿轮（2e1）啮合，所述中间轴（2f）的两端分别与X向移动组件（2g）的输入端传动连接，所述X向移动组件（2g）沿X向固定在框架体（1）的侧壁上；

所述Z向移动机构（4）包括Z向底座（4a）、Z向传动电机（4b）、Z向传动减速机（4c）、Z向驱动轴（4e）、Z向移动组件（4g），所述Z向底座（4a）沿Y向固定在框架体（1）的顶部中间位置，所述Z向底座（4a）的中部安装有Z向传动电机（4b），所述Z向传动电机（4b）的输出端与Z向传动减速机（4c）的输入端传动连接，所述Z向传动减速机（4c）的输出端安装有Z向驱动伞齿轮（4d），所述Z向驱动轴（4e）沿Y向安装在Z向底座（4a）上，所述Z向驱动轴（4e）的中部安装有Z向第一输入伞齿轮（4f），所述Z向第一输入伞齿轮（4f）与Z向驱动伞齿轮（4d）啮合，所述Z向驱动轴（4e）的两端分别与Z向移动组件（4g）的输入端传动连接，所述Z向移动组件（4g）沿Z向设置于框架体（1）的外侧壁上；

所述Y向移动机构（3）包括Y向底座（3a）、Y向传动电机（3b）、Y向滑轨（3c）、Y向丝杠（3d）和Y向移动座（3e），所述Y向底座（3a）的两端分别与Z向移动组件（4g）的输出端连接，所述Y向底座（3a）的一端安装有Y向传动电机（3b），所述Y向底座（3a）上沿Y向安装有两根相互平行的Y向滑轨（3c），两根所述Y向滑轨（3c）之间安装有Y向丝杠（3d），所述Y向丝杠（3d）与Y向传动电机（3b）传动连接，所述Y向移动座（3e）滑动配合安装在Y向滑轨（3c）上，且所述Y向移动座（3e）与Y向丝杠（3d）通过螺纹配合连接。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印机机架，其特征在于：所述框架体（1）的底部四角上分别设置有脚座（1a）。

3.根据权利要求2所述的一种3D打印机机架，其特征在于：所述脚座（1a）为可调式脚座。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印机机架，其特征在于：所述X向移动组件（2g）包括X向底座（2g1）、X向滑轨（2g2）、X向丝杠（2g3）和X向移动座（2g4），所述X向底座（2g1）沿Y向固定在框架体（1）的外侧壁上，所述X向底座（2g1）上沿X向安装有两根相互平行的X向滑轨（2g2），两根所述X向滑轨（2g2）之间安装有X向丝杠（2g3），所述X向移动座（2g4）与X向滑轨（2g2）滑动配合，且所述X向移动座（2g4）与X向丝杠（2g3）通过螺纹配合连接，所述X向丝杠（2g3）靠近中间轴（2f）的一端安装有X向第三输入伞齿轮，所述中间轴（2f）的端部安装有X向第二输出伞齿轮（2f2），所述X向第二输出伞齿轮（2f2）与X向第三输入伞齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的一种3D打印机机架，其特征在于：所述Z向移动组件（4g）的两端固定在X向移动座（2g4）上。

6.根据权利要求5所述的一种3D打印机机架，其特征在于：所述Z向移动组件（4g）包括Z向丝杠（4g1）、Z向滑轨（4g2）和Z向移动座（4g3），两根相互平行的Z向滑轨（4g2）固定在X向移动座（2g4）之间，两根Z向滑轨（4g2）之间设置有Z向丝杠（4g1），所述Z向驱动轴（4e）的两端分别安装有Z向第一输出伞齿轮，所述Z向丝杠（4g1）的上端安装有Z向第二输入伞齿轮，所述Z向第二输入伞齿轮与Z向第一输出伞齿轮啮合，所述Z向移动座（4g3）与Z向滑轨（4g2）滑动配合连接，且所述Z向移动座（4g3）与Z向丝杠（4g1）通过螺纹配合连接。

7.根据权利要求1所述的一种3D打印机机架，其特征在于：所述X向传动电机（2a）、所述Y向传动电机（3b）和所述Z向传动电机（4b）均为伺服电机。

8.根据权利要求1所述的一种3D打印机机架，其特征在于：所述X向传动减速机（2b）和所述Z向传动减速机（4c）均为蜗轮蜗杆减速机。

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