CN214354176U - 3d打印机及其进料检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种3D打印机的进料检测装置，包括齿轮、检测器、支座和压紧组件。齿轮设置于支座上以抵压耗材，并随耗材的移动而转动。检测器设置于支座上以检测齿轮的转速，并根据检测结果判断耗材的进料情况。压紧组件位于支座背离耗材的一侧，压紧组件包括连接件和抵压件，连接件设置于支座与抵压件之间，抵压件用于调节连接件对支座的压力，以使齿轮抵压耗材。上述进料检测装置通过连接件和抵压件的简单组合抵压齿轮至耗材，耗材带动齿轮移动，利用检测器检测齿轮的转速，进而判断耗材的进料情况，可有效检测耗材进料时的多种故障问题。本申请还提供一种具有上述进料检测装置的3D打印机。

Description

3D打印机及其进料检测装置
技术领域
本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种具有进料检测装置的3D打印机。
背景技术
在计算机数字技术智能化的推动下，3D打印技术应用的领域越来越广，特别是FDM热熔技术，越来越受到DIY爱好者的青睐。FDM成型技术是将固态的低熔点丝状材料加热到半熔融状态，再逐层堆积。因此打印喷头的出料质量对3D打印的效果起着重要影响，在其整个加工过程中，耗材出丝的稳定是决定3D打印精度和表面质量的重要因素。但是现在市面上的3D打印机在进行3D打印作业前需要工作人员对打印耗材的余量进行预估，来判断打印耗材余量能否满足打印需求。如果在缺料、断料或堵料的情况下，打印喷头还在继续打印，会损坏已打印物，造成不可挽回的损失，同时也造成了打印耗材不必要的浪费。为此市面上出现了多种用于检测打印耗材运行状态的检测装置，但现有检测装置结构复杂，可靠性差，且仅能用于检测缺料或断料，而无法检测料盘耗材是否缠料或打印喷头是否堵料，此种现象是本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
鉴于上述状况，本申请提供一种3D打印机及其进料检测装置和3D打印机，通过连接件和抵压件的简单组合抵压齿轮至耗材，使耗材带动齿轮移动，利用检测器检测齿轮的转速，根据检测结果判断耗材的进料情况，可有效检测耗材进料时的缺料、断料、料盘耗材是否缠料或打印喷头是否堵料等多种问题。
本申请的实施例提供一种3D打印机的进料检测装置，包括齿轮、检测器、支座和压紧组件。所述齿轮设于所述支座上以抵压耗材，并随所述耗材的移动而转动。所述检测器设于所述支座上以检测所述齿轮的转速，并根据检测结果判断所述耗材的进料情况。所述压紧组件位于所述支座背离所述耗材的一侧，所述压紧组件包括连接件和抵压件，所述连接件设置于所述支座与所述抵压件之间，所述抵压件用于调节所述连接件对所述支座的压力，以使所述齿轮抵压所述耗材。
在一些实施例中，所述支座上设有定位孔，所述齿轮上设有中心孔，所述定位孔与所述中心孔同轴设置。
在一些实施例中，所述连接件为弹性元件，所述连接件的两端分别抵接所述支座和所述抵压件。
在一些实施例中，所述支座朝向所述压紧组件的一侧设有定位凸起，所述定位凸起插接于所述连接件。
在一些实施例中，所述进料检测装置进一步包括固定座，其上设置有相互垂直且连通的第一通道和第二通道，所述第一通道用于导向所述耗材，所述齿轮、所述检测器、所述连接件和所述抵压件依次收容于所述第二通道内。
在一些实施例中，所述第二通道包括收容腔和导向槽，所述收容腔位于所述第一通道和所述导向槽之间，所述支座、所述齿轮和所述检测器设置于所述收容腔内，所述连接件和所述抵压件移动地设置于所述导向槽内。
在一些实施例中，所述抵压件与所述导向槽螺纹连接。
在一些实施例中，所述固定座上设观察窗口，所述观察窗口连通所述收容腔，所述齿轮和所述检测器露出所述观察窗口。
在一些实施例中，所述进料检测装置进一步包括进料管，设置于所述第一通道，所述耗材收容于所述进料管内；所述进料管的一侧设有连通所述第二通道的开口，所述齿轮从所述开口处抵压所述耗材。
本申请的实施例还提供一种3D打印机，包括上述任一项所述的进料检测装置。
本申请提供的3D打印机的进料检测装置通过连接件和抵压件的简单组合抵压齿轮至耗材，使耗材带动齿轮移动，利用检测器检测齿轮的转速，根据检测结果判断耗材的进料情况，可有效检测耗材进料时的缺料、断料、料盘耗材是否缠料或打印喷头是否堵料等多种问题。
附图说明
图1为进料检测装置在一实施例中的结构示意图。
图2为图1所示进料检测装置去除固定座后的结构示意图。
图3为图1所示进料检测装置的截面结构示意图。
图4为3D打印机在一实施例中的结构简图。
主要元件符号说明：
Figure BDA0002790192280000031
Figure BDA0002790192280000041
具体实施方式：
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请提供一种3D打印机的进料检测装置，包括齿轮、检测器、支座和压紧组件。所述齿轮设置于所述支座上以抵压耗材，并随所述耗材的移动而转动。所述检测器设置于所述支座上以检测所述齿轮的转速，并根据检测结果判断所述耗材的进料情况。所述压紧组件位于所述支座背离所述耗材的一侧，所述压紧组件包括连接件和抵压件，所述连接件设置于所述支座与所述抵压件之间，所述抵压件用于调节所述连接件对所述支座的压力，以使所述齿轮抵压所述耗材。
上述3D打印机的进料检测装置通过连接件和抵压件的简单组合抵压齿轮至耗材，使耗材带动齿轮移动，利用检测器检测齿轮的转速，根据检测结果判断耗材的进料情况，可有效检测耗材进料时的缺料、断料、料盘耗材是否缠料或打印喷头是否堵料等多种问题。
本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
请参阅图1和图2，在一实施例中，3D打印机的进料检测装置100包括固定座10、齿轮20、检测器30、支座40和压紧组件50。所述齿轮20、检测器30、支座40和压紧组件50设置于所述固定座10。所述齿轮20设置于所述支座40上以抵压耗材70，并随所述耗材70的移动而转动。所述检测器30设置于所述支座40上以检测所述齿轮20的转速，并根据检测结果判断所述耗材70的进料情况。所述压紧组件50位于所述支座40背离所述耗材70的一侧。
请参阅图1和图3，所述固定座10大致为内部中空的长方体结构。所述固定座10的外表面包括第一平面101、第二平面102、两个侧壁103、底壁104和顶壁105。所述第一平面101和第二平面102相对设置，两个侧壁103相对设置且连接第一平面101和第二平面102，所述底壁104与所述顶壁105相对设置并连接第一平面101、第二平面102及侧壁103。所述固定座10内部设有相互垂直的第一通道11和第二通道12。所述第一通道11贯穿两个侧壁103，用于导向耗材70。所述齿轮20、检测器30、支座40和压紧组件50均设置于所述第二通道12。所述第二通道12包括收容腔121和导向槽122，所述收容腔121位于所述第一通道11与所述导向槽122之间，从所述顶壁105向所述底壁104延伸的方向，所述收容腔121和所述导向槽122依次排列。所述支座40、所述齿轮20和所述检测器30设置于所述收容腔121内。所述压紧组件50移动地设置于所述导向槽122内。所述底壁104上还设有通孔13，所述通孔13与所述导向槽122同轴设置，所述压紧组件50可以从所述通孔13装入导向槽122中。所述第一平面101还设有观察窗口14，所述观察窗口14连通所述收容腔121，所述齿轮20、所述检测器30及部分耗材70露出所述观察窗口14，以便观察齿轮20与耗材70之间的接触情况。
所述检测器30包括但不限于霍尔转速传感器，可通过所述耗材70带动所述齿轮20移动，进而在所述检测器30中产生周期性脉冲信号，通过分析脉冲信号可以获得所述齿轮20的转速及所述耗材70的移动速度，进而计算出耗材70的进料速度，已用耗材用量，料盘剩余耗材余量。再将计算结果匹配打印模型所需耗材用量可以得到打印剩余时间，提示余量耗材是否充足等功能。同时通过分析脉冲信号也可以探测到料盘缠料、耗材折断、挤出机刨料、打印头堵头等问题下，耗材不进料的问题，检测器30还可以根据分析结果发出报警提示及中断打印，有效可靠地避免因无法检测出上述问题而导致的损失。
请参阅图2和图3，所述支座40包括相互连接的第一安装部41和第二安装部42。所述第一安装部41朝向所述耗材70设置，所述第二安装部42朝向所述连接件51设置。所述齿轮20安装于所述第一安装部41，所述检测器30固定安装于所述第二安装部42的上表面，并与所述齿轮20并列设置。所述第一安装部41上设定位孔411，所述齿轮20上设有中心孔21，所述定位孔411与所述中心孔21同轴设置，所述齿轮20的中心轴(图未示)可插接于所述定位孔411和所述中心孔21，以保证齿轮20与支座40的位置相对固定，所述齿轮20的周缘抵压耗材70。所述第二安装部42朝向所述压紧组件50的一侧还设有定位凸起421，所述定位凸起421与所述压紧组件50配合连接。
所述压紧组件50包括连接件51和抵压件52，所述连接件51设置于所述支座40与所述抵压件52之间。所述抵压件52用于调节所述连接件51对所述支座40的压力，使所述齿轮20抵压所述耗材70，并且使齿轮20对耗材70的压力可通过抵压件52进行调节，避免压力过小时，出现齿轮20打滑，或者压力过大时，齿轮20增加进料阻力与挤出负载。
在本实施例中，所述连接件51为弹性元件，如弹簧、弹性柱塞等元件。所述连接件51的两端分别抵接所述支座40和所述抵压件52。所述抵压件52通过沿导向槽122移动，以改变所述连接件51的形变量，从而调节对支座40的压力。所述定位凸起421插接于所述连接件51，既保障了支座40与连接件51之间的连接关系，又有利于将连接件51施加的压力传递至齿轮20。可以理解，在其他实施例中，所述连接件51还可以是折叠机械臂、扭簧等，只要能满足弹性调节功能即可，本申请不限定于此。
所述抵压件52与所述导向槽122螺纹连接。螺纹连接方式一方面可以定位抵压件52，另一方面有利于调节抵压件52的进给量，避免出现压力突然增大或突然减小的情况。所述抵压件52朝向所述通孔13的一端设有凹槽521，所述凹槽521用于连接驱动件以旋转所述抵压件52，实现抵压件52在导向槽122内的移动。
本申请通过将齿轮20、连接件51和抵压件52依次设于耗材70的同一侧，一方面简化传动结构，另一方面利用连接件51调节齿轮20对耗材70的压力，保持齿轮20与耗材70的良性接触，避免产生齿轮打滑或增加进料阻力的情况，防止检测器30对进料情况产生误判。
进料检测装置100还包括进料管60，固定设于所述第一通道11内。所述耗材70收容于所述进料管60。所述进料管60的一侧设有连通所述第二通道的开口61，所述齿轮20从所述开口61处抵压所述进料管60内的耗材70。所述进料管60的一端还设有凸缘62，所述凸缘62固定设置于所述固定座10的侧壁103，以避免进料管60在第一通道11内滑动。
在其他实施例中，固定座10也可以省略，保证压紧组件50将齿轮20抵压至耗材70，检测器30能够顺利检测齿轮20的转速即可。
请参阅图4，本申请的实施例还提供一种3D打印机200，所述3D打印机包括上述实施例中的进料检测装置100，所述进料检测装置100用于检测3D打印机的进料情况，并根据进料异常信息发出警报信号。
以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种3D打印机的进料检测装置，用于对耗材进行检测，其特征在于，包括：
支座；
齿轮，设于所述支座上以抵压耗材，并随所述耗材的移动而转动；
检测器，设于所述支座上以检测所述齿轮的转速，并根据检测结果判断所述耗材的进料情况；
压紧组件，位于所述支座背离所述耗材的一侧，所述压紧组件包括连接件和抵压件，所述连接件设置于所述支座与所述抵压件之间，所述抵压件用于调节所述连接件对所述支座的压力，以使所述齿轮抵压所述耗材。
2.如权利要求1所述的进料检测装置，其特征在于，
所述支座上设有定位孔，所述齿轮上设有中心孔，所述定位孔与所述中心孔同轴设置。
3.如权利要求1所述的进料检测装置，其特征在于，
所述连接件为弹性元件，所述连接件的两端分别抵接所述支座和所述抵压件。
4.如权利要求1所述的进料检测装置，其特征在于，
所述支座朝向所述压紧组件的一侧设有定位凸起，所述定位凸起插接于所述连接件。
5.如权利要求1所述的进料检测装置，其特征在于，进一步包括：
固定座，其上设置有相互垂直且连通的第一通道和第二通道，所述第一通道用于导向所述耗材，所述齿轮、所述检测器、所述连接件和所述抵压件依次收容于所述第二通道内。
6.如权利要求5所述的进料检测装置，其特征在于，
所述第二通道包括收容腔和导向槽，所述收容腔位于所述第一通道和所述导向槽之间，所述支座、所述齿轮和所述检测器设置于所述收容腔内，所述连接件和所述抵压件移动地设置于所述导向槽内。
7.如权利要求6所述的进料检测装置，其特征在于，
所述抵压件与所述导向槽螺纹连接。
8.如权利要求6所述的进料检测装置，其特征在于，
所述固定座上设观察窗口，所述观察窗口连通所述收容腔，所述齿轮和所述检测器露出所述观察窗口。
9.如权利要求5所述的进料检测装置，其特征在于，进一步包括：
进料管，设置于所述第一通道，所述耗材收容于所述进料管内；所述进料管的一侧设有连通所述第二通道的开口，所述齿轮从所述开口处抵压所述耗材。
10.一种3D打印机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的进料检测装置。
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