CN214645919U - 一种3d打印机调平装置和3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种3D打印机调平装置和3D打印设备，3D打印机调平装置包括：安装板；固定安装于安装板一侧面的基座，且基座与安装板之间设有弹性连接部件；与弹性连接部件相接触的应变测量部件；位于基座的背对安装板的一侧的打印头组件，且打印头组件的第一端穿过基座上第一通孔与弹性连接部件连接；打印头组件第二端触碰打印平台时，打印头组件向靠近安装板方向运动，使得弹性连接部件压缩，以及使得应变测量部件发生形变。这样，能够通过测量形变确定打印头组件是否与打印平台接触，继而可记录打印平台上各点与打印头组件接触时的高度，进而可参照各点高度使打印头组件与打印平台上各点保持相同间隔，实现打印平台自动调平，该方式效率较高。

Description

一种3D打印机调平装置和3D打印设备

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印机调平装置和3D打印设备。

背景技术

3D打印机对工作平台的平整度要求很高，在打印机打印前或者使用较长时间后，平台的高度与角度可能发生变化，需要进行调整，以保证打印头组件与打印平台上各点距离恒定，避免距离过远使打印材料不能理想的粘附在打印平台上，以及避免距离过近造成打印喷头堵塞，出料困难。传统的调平方法是手动调整。然而，手动调平方法存在操作复杂，效率较低的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种3D打印机调平装置和3D打印设备，解决了现有手动调平方法操作复杂，效率较低的问题。

为了达到上述目的，第一方面，本实用新型实施例提供一种3D打印机调平装置，包括：

安装板；

基座，所述基座固定安装于所述安装板的一侧面，且所述基座与所述安装板之间设有弹性连接部件；

应变测量部件，所述应变测量部件与所述弹性连接部件相接触；

打印头组件，所述打印头组件位于所述基座的背对所述安装板的一侧，且所述打印头组件的第一端穿过所述基座上的第一通孔与所述弹性连接部件连接；

其中，在所述打印头组件的第二端触碰到打印平台时，所述打印头组件向靠近所述安装板的方向运动，使得所述弹性连接部件压缩，以及使得所述应变测量部件发生形变。

可选的，所述应变测量部件设置于所述基座；

或者，所述应变测量部件设置于所述弹性连接部件靠近所述安装板的一侧。

可选的，所述应变测量部件包括弹簧片和应变计，所述应变计贴合在所述弹簧片的表面，且所述弹簧片的第一端抵接于所述弹性连接部件及所述基座之间，或抵接于所述弹性连接部件及所述安装板之间。

可选的，所述应变测量部件还包括垫块，所述垫块固定安装在所述基座的侧面，所述弹簧片的第一端抵接于所述弹性连接部件及所述基座之间，所述弹簧片的第二端固定于所述垫块上；

其中，在所述打印头组件的第二端触碰到所述打印平台时，所述打印头组件向靠近所述安装板的方向运动，使得所述弹性连接部件压缩，进而使得所述弹簧片向靠近所述安装板的方向回弹，产生形变量。

可选的，所述弹性连接部件包括抱紧套和弹簧，所述弹簧置于所述抱紧套和所述安装板之间；

所述打印头组件的第一端依次穿过所述基座上的第一通孔和所述抱紧套，并被所述抱紧套夹紧固定。

可选的，所述弹簧处于预设压缩状态。

可选的，所述打印头组件的第一端为圆柱结构，所述圆柱结构的侧面设置有切口，所述抱紧套的内侧设置有与所述切口适配的凹槽。

可选的，所述抱紧套的一端为缺口，在所述打印头组件的第一端穿过所述抱紧套后，所述抱紧套通过螺丝锁紧所述缺口。

可选的，所述应变计为电阻应变计。

第二方面，本实用新型实施例提供一种3D打印设备，包括上述第一方面所述的3D打印机调平装置。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本实用新型实施例中的3D打印机调平装置，包括：安装板；基座，所述基座固定安装于所述安装板的一侧面，且所述基座与所述安装板之间设有弹性连接部件；应变测量部件，所述应变测量部件与所述弹性连接部件相接触；打印头组件，所述打印头组件位于所述基座的背对所述安装板的一侧，且所述打印头组件的第一端穿过所述基座上的第一通孔与所述弹性连接部件连接；其中，在所述打印头组件的第二端触碰到打印平台时，所述打印头组件向靠近所述安装板的方向运动，使得所述弹性连接部件压缩，以及使得所述应变测量部件发生形变。这样，通过将打印头组件、基座和弹性连接部件设置成活动组装方式，并设置与弹性连接部件相接触的应变测量部件，使得打印头组件触碰打印平台时较容易引起应变测量部件发生形变，从而能够通过测量形变量来确定打印头组件是否与打印平台接触，继而可通过这种方式记录打印头组件与打印平台上各点接触时各点的高度数据，进而可参照各点的高度数据使打印头组件与打印平台上各点保持相同间隔，实现打印平台的自动调平，且该方式可减少人工操作，效率较高。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种3D打印机调平装置的装配示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种3D打印机调平装置的正面视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种3D打印机调平装置的零件爆炸图；

图4为本实用新型实施例提供的一种3D打印机调平装置的应用场景示意图；

图5为本实用新型实施例提供的打印平台取点及连线示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种3D打印机调平装置调平时的工作示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1、图2和图3所示，本实用新型实施例提供一种3D打印机调平装置，包括：

安装板11；

基座12，基座12固定安装于安装板11的一侧面，且基座12与安装板11之间设有弹性连接部件13；

应变测量部件14，应变测量部件14与弹性连接部件13相接触；

打印头组件15，打印头组件15位于基座12的背对安装板11的一侧，且打印头组件15的第一端穿过基座12上的第一通孔121与弹性连接部件13连接；

其中，在打印头组件15的第二端触碰到打印平台时，打印头组件15向靠近安装板11的方向运动，使得弹性连接部件13压缩，以及使得应变测量部件14发生形变。

本实用新型实施例中，如图1所示，3D打印机调平装置包括安装板11、基座12、应变测量部件14和打印头组件15，其中，基座12与安装板11固定连接，且位于安装板11的下侧面，具体地，如图3所示，安装板11和基座12上均设有适配的安装孔，从而可通过第一螺丝16穿过安装板11和基座12上的安装孔后拧紧使二者固定连接。且如图1和图3所示，基座12可以是不规则形状，基座12凸起的立柱部分与安装板11接触固定，基座12还存在与安装板11不相接触的部分，使得安装板11与基座12之间存在一定空间，可用于设置弹性连接部件13，弹性连接部件13的上下两端分别与安装板11和基座12接触。

如图1所示，打印头组件15位于基座12的背对安装板11的下侧，基座12上设有上下贯穿的第一通孔121，打印头组件15的第一端可穿过第一通孔121与弹性连接部件13连接，这样，在打印头组件15安装好后，打印头组件15可以与弹性连接部件13组成一个固定的整体，打印头组件15可在基座12的第一通孔121间上下活动，活动范围为弹性连接部件13的可压缩量，弹性连接部件13则可随打印头组件15的上下活动而在安装板1与基座12之间伸缩。具体地，在实际应用中，打印头组件15在无外力作用下可保持稳定不动的状态，弹性连接部件13也保持初始的伸缩状态，当打印头组件15的第二端也即底部触碰到打印平台时，打印头组件15底部受力，使打印头组件15产生轻微的向上运动，促使弹性连接部件13向安装板11所在方向收缩，在打印头组件15底部受力消失时，打印头组件15又可在重力作用下向下回到原位，弹性连接部件13也随之回到初始伸缩状态。

本实用新型实施例中，为了能够实现检测到打印头组件15触碰到打印平台时这一动作，可在适当位置设置一与弹性连接部件13相接触的应变测量部件14，以在打印头组件15触碰到打印平台，使打印头组件15向上运动，弹性连接部件13压缩时，带动应变测量部件14产生形变，进而应变测量部件14能够通过感应自身形变量来判定当前打印头组件15触碰到打印平台。

这样，使用所述3D打印机调平装置对打印平台进行调平的过程可以是，如图4所示，将3D打印机调平装置40安装在打印设备上，3D打印机调平装置40可前后左右四个方向运动，底部打印平台41可上下运动，当打印平台41上升时，打印平台41表面触碰到打印头组件15，使之产生向上的微小运动，与3D打印机调平装置40连接的控制部件通过应变测量部件14感应到的形变量，确定打印头组件15触碰到打印平台41，并记录下打印平台41当前的高度位置。如图5所示，可在打印平台41上均匀地设置不同的点，使打印头组件15与之接触，控制部件记录每个点的高度数据，并将各点数据整合连接，形成一个面，该面便是被测打印平台41的表面的数据模拟平面。如图6所示，3D打印机打印时，打印头组件15经过数据模拟平面上各点对应的上方位置，所述控制部件则通过统计的高度数据，调节打印头组件15底部与打印平台41各点之间的间距，使打印平台41与打印头组件15底部之间始终保持间隔恒定。

可选的，应变测量部件14设置于基座12；

或者，应变测量部件14设置于弹性连接部件13靠近安装板11的一侧。

即应变测量部件14的设置位置可以有两种，一种实施方式中，如图1所示，应变测量部件14可以设置于基座12，并且与弹性连接部件13相接触，也即应变测量部件14可以被压于弹性连接部件13与基座12之间。这样，在打印头组件15向上运动，促使弹性连接部件13向上收缩时，弹性连接部件13对应变测量部件14的压力将减少，应变测量部件14也将同步产生形变，且可以感应到自身的形变量。

另一种实施方式中，应变测量部件14可以设置于弹性连接部件13靠近安装板11的一侧，也即应变测量部件14可以被压于弹性连接部件13与安装板11之间。这样，在打印头组件15向上运动，促使弹性连接部件13向上收缩时，弹性连接部件13对应变测量部件14的压力将进一步加大，可顶住应变测量部件14使之产生向上形变，应变测量部件14则可以感应到自身的形变量。

这样，通过将应变测量部件14设置于基座12，或者设置于弹性连接部件13靠近安装板11的一侧，且保持与弹性连接部件13接触，均可实现在打印头组件15产生向上运动时能够较容易地产生形变，进而能够保证良好的感应灵敏度。

可选的，如图3所示，应变测量部件14包括弹簧片141和应变计142，应变计142贴合在弹簧片141的表面，且弹簧片141的第一端抵接于弹性连接部件13及基座12之间，或抵接于弹性连接部件13及安装板11之间。

即一种实施方式中，应变测量部件14可包括弹簧片141和应变计142，且应变计142贴合在弹簧片141的表面，具体地，应变计142可以贴合在弹簧片141上表面的其中一端，如图1所示，弹簧片141的另一端也即第一端可抵接于弹性连接部件13及基座12之间。这样，抵接于弹性连接部件13及基座12之间的弹簧片141可随打印头组件15的向上运动而产生同步回弹动作，贴合于弹簧片141表面的应变计142也可随弹簧片141回弹而产生形变，并可以感应到自身的形变量。

弹簧片141的第一端也可抵接于弹性连接部件13及安装板11之间，这样，抵接于弹性连接部件13及安装板11之间的弹簧片141则可随打印头组件15的向上运动而进一步受压变形，贴合于弹簧片141表面的应变计142也可随弹簧片141变形而变形，并可以感应到自身的形变量。

其中，弹簧片141的厚度可选择在0.1mm至0.4mm之间，例如，为0.2mm，采用薄弹簧片接触安装的方式具有感应更加敏感的优点。

这样，通过采用弹簧片和应变计组合作为应变测量部件，不仅可保证结构较为简单，且能具备较好的应变感应效果。

另外，该方案可解决同类使用应变片调平的装置需要打印头组件顶平台力度较大才能感应的问题，能够减少打印头组件受力变形和平台受压倾斜造成的调平数据偏差。

可选的，应变计142为电阻应变计。

即可以选择电阻应变计来感应形变，在弹簧片141和电阻应变计发生形变时，电阻应变计可以产生电阻变化，从而影响电阻应变计上通过的电流变化，这样，可通过检测电流的波动判断打印头组件15是否与打印平台接触，且这种检测方式较为准确，易于实现。

可选的，如图1和图3所示，应变测量部件14还包括垫块143，垫块143固定安装在基座12的侧面，弹簧片141的第一端抵接于弹性连接部件13及基座12之间，弹簧片141的第二端固定于垫块143上；

其中，在打印头组件15的第二端触碰到所述打印平台时，打印头组件15向靠近所述安装板的方向运动，使得弹性连接部件13压缩，进而使得弹簧片141向靠近安装板11的方向回弹，产生形变量。

即一种实施方式中，可以通过垫块143将弹簧片141一端固定设置于基座12，另一端则抵接于弹性连接部件13及基座12之间，具体地，可以如图1和图3所示，弹簧片为L型，弹簧片141的一面贴合有应变计142，另一面上则开设有通孔，垫块143上也开设有贯穿的通孔，基座12的侧面也开设有用于安装垫块143的安装孔，这样，可通过一螺丝，如第二螺丝17依次穿设弹簧片141和垫块143上的通孔，最后进入基座12上的安装孔后拧紧，实现将弹簧片141的第二端固定安装在垫块143上，并将垫块143固定安装在基座12的侧面，弹簧片141的第一端则抵接于弹性连接部件13及基座12之间，能够在弹性连接部件13的压力作用下产生一定量的形变。

这样，在打印头组件15的第二端触碰到所述打印平台时，打印头组件15向靠近安装板11的方向运动，弹性连接部件13则相应被压缩，弹性连接部件13与弹簧片141接触的一端向上抬离，使得弹簧片141相应向靠近安装板11的方向回弹，产生形变，应变计142也相应产生形变并感应自身形变量。

该实施方式中，通过固定弹簧片的一端，另一端抵接于弹性连接部件及基座之间，可保证在打印头组件和弹性连接部件运动中，弹簧片能够良好的回弹，进而保证较好的感应灵敏度。

可选的，如图3所示，弹性连接部件13包括抱紧套131和弹簧132，弹簧132置于抱紧套131和安装板11之间；

如图1所示，打印头组件15的第一端依次穿过基座12上的第一通孔121和抱紧套131，并被抱紧套131夹紧固定。

即一种实施方式中，弹性连接部件13可包括抱紧套131和弹簧132，其中弹簧132可置于抱紧套131的上方，打印头组件15的第一端可依次穿过基座12上的第一通孔121和抱紧套131，并且可将抱紧套131锁紧，以将打印头组件15的第一端夹紧固定，在将基座12与安装板11固定后，抱紧套131和弹簧132位于基座12与安装板11之间，这样可在一定程度上保证打印头组件15的稳定，又能保证抱紧套131能够在打印头组件15的推力作用下向上压缩弹簧132，进而使应变测量部件14产生形变。

其中，对于弹簧132，可以选择较小弹力的弹簧，使得打印头组件15在触碰到打印平台后，弹簧132能够在受到较小外力作用下便可发生形变，也即可保证弹簧132能够较容易地发生形变，进而容易对应变测量部件14触发变形，这样，采用本实用新型实施例方案能够有效降低应变测量部件产生形变的触发条件，提升感应灵敏度和精度。

可选的，弹簧132处于预设压缩状态。

即所述3D打印机调平装置在未受外力的静态下，弹簧132可处于预设压缩状态，例如，可以处于一定的压缩状态，但仍有进一步的压缩空间，这样通过将弹簧132初始状态固定为一定的压缩状态，可以更好地稳固打印头组件15，避免打印头组件15在工作中产生晃动。

可选的，如图3所示，打印头组件15的第一端为圆柱结构151，圆柱结构151的侧面设置有切口152，抱紧套131的内侧设置有与切口152适配的凹槽。

即如图3所示，打印头组件15的第一端为圆柱结构151，且圆柱结构151的侧面设置有一段切口152，相应地，抱紧套131与圆柱结构151接触的内侧设置有与切口152适配的凹槽，这样能够保证圆柱结构151与抱紧套131通过切口152与凹槽适配实现更为紧密的固定。

可选的，如图1和图3所示，抱紧套131的一端为缺口，在打印头组件15的第一端穿过抱紧套131后，抱紧套131通过螺丝锁紧所述缺口。

即如图3所示，抱紧套131的一端为缺口，并且缺口两侧都设有开孔，在装配时，可先使打印头组件15的第一端穿过抱紧套131，并在二者达到合适的贴合位置后，使用螺丝，如第三螺丝18将所述缺口锁紧，以使抱紧套131将打印头组件15的第一端夹紧固定。

这样，通过该实施方式，可以较好地实现抱紧套131与打印头组件15的固定。

需说明的是，本实用新型实施例可应用于单打印头组件，也可应用于双打印头组件，对于打印头数量的多少可不作具体限定。对于包括双打印头组件的3D打印机调平装置，在设置应变测量部件时，可以只在其中一个打印头组件所在的一侧设置应变测量部件，也可以分别在每个打印头组件所在的一侧都设置应变测量部件。

本实用新型实施例中的3D打印机调平装置，包括：安装板；基座，所述基座固定安装于所述安装板的一侧面，且所述基座与所述安装板之间设有弹性连接部件；应变测量部件，所述应变测量部件与所述弹性连接部件相接触；打印头组件，所述打印头组件位于所述基座的背对所述安装板的一侧，且所述打印头组件的第一端穿过所述基座上的第一通孔与所述弹性连接部件连接；其中，在所述打印头组件的第二端触碰到打印平台时，所述打印头组件向靠近所述安装板的方向运动，使得所述弹性连接部件压缩，以及使得所述应变测量部件发生形变。这样，通过将打印头组件、基座和弹性连接部件设置成活动组装方式，并设置与弹性连接部件相接触的应变测量部件，使得打印头组件触碰打印平台时较容易引起应变测量部件发生形变，从而能够通过测量形变量来确定打印头组件是否与打印平台接触，继而可通过这种方式记录打印头组件与打印平台上各点接触时各点的高度数据，进而可参照各点的高度数据使打印头组件与打印平台上各点保持相同间隔，实现打印平台的自动调平，且该方式可减少人工操作，效率较高。另外，本实用新型实施例中的自动调平方案有效降低了对平台平整度的要求，同时简化了用户对打印平台调平的过程，节省了打印平台调平时间，以及更有利于不能熟练操作打印平台调平的用户使用。

本实用新型实施例提供一种3D打印设备，包括前述实施例中介绍的3D打印机调平装置。

本实施例中，所述3D打印设备还可包括控制部件，其中，所述3D打印机调平装置中的应变测量部件将测量出的形变量反馈给所述控制部件，所述控制部件基于所述形变量判断所述3D打印机调平装置的打印头组件当前是否触碰到打印平台，并记录所述打印头组件与所述打印平台上各点接触时各点的高度数据，在打印时参照各点的高度数据使所述打印头组件与所述打印平台上各点保持相同间隔。

需要说明的是，上述3D打印机调平装置实施例的实现方式同样适应于该3D打印设备的实施例中，并能达到相同的技术效果，在此不再赘述。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D打印机调平装置，其特征在于，包括：

安装板；

基座，所述基座固定安装于所述安装板的一侧面，且所述基座与所述安装板之间设有弹性连接部件；

应变测量部件，所述应变测量部件与所述弹性连接部件相接触；

打印头组件，所述打印头组件位于所述基座的背对所述安装板的一侧，且所述打印头组件的第一端穿过所述基座上的第一通孔与所述弹性连接部件连接；

其中，在所述打印头组件的第二端触碰到打印平台时，所述打印头组件向靠近所述安装板的方向运动，使得所述弹性连接部件压缩，以及使得所述应变测量部件发生形变。

2.根据权利要求1所述的3D打印机调平装置，其特征在于，所述应变测量部件设置于所述基座；

或者，所述应变测量部件设置于所述弹性连接部件靠近所述安装板的一侧。

3.根据权利要求1所述的3D打印机调平装置，其特征在于，所述应变测量部件包括弹簧片和应变计，所述应变计贴合在所述弹簧片的表面，且所述弹簧片的第一端抵接于所述弹性连接部件及所述基座之间，或抵接于所述弹性连接部件及所述安装板之间。

4.根据权利要求3所述的3D打印机调平装置，其特征在于，所述应变测量部件还包括垫块，所述垫块固定安装在所述基座的侧面，所述弹簧片的第一端抵接于所述弹性连接部件及所述基座之间，所述弹簧片的第二端固定于所述垫块上；

其中，在所述打印头组件的第二端触碰到所述打印平台时，所述打印头组件向靠近所述安装板的方向运动，使得所述弹性连接部件压缩，进而使得所述弹簧片向靠近所述安装板的方向回弹，产生形变量。

5.根据权利要求1所述的3D打印机调平装置，其特征在于，所述弹性连接部件包括抱紧套和弹簧，所述弹簧置于所述抱紧套和所述安装板之间；

所述打印头组件的第一端依次穿过所述基座上的第一通孔和所述抱紧套，并被所述抱紧套夹紧固定。

6.根据权利要求5所述的3D打印机调平装置，其特征在于，所述弹簧处于预设压缩状态。

7.根据权利要求5所述的3D打印机调平装置，其特征在于，所述打印头组件的第一端为圆柱结构，所述圆柱结构的侧面设置有切口，所述抱紧套的内侧设置有与所述切口适配的凹槽。

8.根据权利要求5所述的3D打印机调平装置，其特征在于，所述抱紧套的一端为缺口，在所述打印头组件的第一端穿过所述抱紧套后，所述抱紧套通过螺丝锁紧所述缺口。

9.根据权利要求3所述的3D打印机调平装置，其特征在于，所述应变计为电阻应变计。

10.一种3D打印设备，包括权利要求1至9中任一项所述的3D打印机调平装置。

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