CN215550986U - 一种3d打印机耗材余量检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种3D打印机耗材余量检测装置，包括：主控模块，主控模块用于生成控制信号；耗材重量检测模块，耗材检测模块与主控模块电性连接，控制信号通过耗材重量检测模块检测生成耗材重量信号，耗材重量信号传输到主控模块；耗材规格检测模块，规格检测模块与主控模块电性连接，规格检测模块用于根据控制信号通过红外传感器检测耗材使用规格并生成耗材规格信号传输到主控模块。本实用新型实施例提供的一种3D打印机耗材余量检测装置通过红外传感器与压力传感器对3D打印中的耗材规格和余量进行实时监控，解决了现有技术中无法直接观察耗材余量的问题，实现了实时显示耗材余量，方便用户随时观看耗材使用情况的效果。

Description

一种3D打印机耗材余量检测装置

技术领域

本实用新型实施例涉及3D技术，尤其涉及一种3D打印机耗材余量检测装置。

背景技术

目前市面上的3D打印机种类众多，有FDM热熔3D打印机，光固化打印机，金属打印机等等。FDM热熔3D打印机使用较广，但是现在市面上的3D打印机基本没有耗材余量显示功能，不能直观显示耗材余量，不能及时提醒用户更换耗材。

实用新型内容

本实用新型提供一种3D打印机耗材余量检测装置，以实现实时显示耗材余量，方便用户随时观看耗材使用情况的效果。

本实用新型实施例提供了一种3D打印机耗材余量检测装置，包括：

主控模块，所述主控模块用于生成控制信号；

耗材重量检测模块，所述耗材检测模块与所述主控模块电性连接，所述控制信号通过所述耗材重量检测模块检测生成耗材重量信号，所述耗材重量信号传输到所述主控模块；

耗材规格检测模块，所述规格检测模块与所述主控模块电性连接，所述规格检测模块用于根据所述控制信号通过红外传感器检测所述耗材使用规格并生成耗材规格信号传输到所述主控模块。

可选的，所述耗材重量检测模块还包括压力传感器，所述控制信号通过所述压力传感器检测到耗材剩余量，所述耗材重量检测模块生成耗材重量信号。

可选的，所述耗材重量检测模块还包括处理单元，所述处理单元用于接收所述控制信号并根据所述压力传感器的检测信号生成耗材重量信号。

通过处理单元达到了快速处理信号与生成信号的效果，提高了使用效果与检测精度。

可选的，所述耗材重量检测模块还包括用于数据格式转换的模数转换单元，所述压力传感器通过所述模数转化单元与所述处理单元电连接。

通过模数转换单元实现了模拟信号与数字信号的相互转换，使得处理单元快速处理数字信号。

可选的所述耗材重量检测模块还包括用于给所述处理单元提供工作电压的电源单元，所述电源单元通过所述处理单元与所述主控模块电连接。

电源单元用于提供供电电压。

可选的，所述耗材重量检测模块还包括补偿调节电路，所述补偿调节电路与所述处理单元电性连接，所述补偿调节电路对所述处理单元产生的误差进行补偿。

补偿调节电路用于度系统中的误差进行微调和补充，达到了降低系统误差的效果。

可选的，所述耗材重量检测模块还包括第一状态指示灯，所述第一指示灯与所述处理单元连接，所述第一状态指示灯用于指示当前耗材的规格型号。

第一指示灯用于直观显示当前耗材的当前状态，便于用户直接观测。

可选的，所述耗材规格检测模块还包括灵敏度调节单元，所述灵敏度调节单元用于调节所述红外传感器的感应距离。

灵敏度调节单元可以直接调整红外传感器的传感精度，设置数据比较阈值。

所述耗材规格检测模块还包括比较转换单元，所述比较转换单元用于比较当前耗材使用规格与设定阈值的差距并生成耗材规格信号传输到所述主控模块中。

比较转换单元用于比较当前规格与设置阈值的差异并生成耗材规格信号。

所述耗材规格检测模块还包括第二状态指示灯，所述第二状态指示灯用于指示当前耗材的重量状态。

第二状态指示灯用于快速显示比较转换单元的比较结果。

本实用新型实施例公开了一种3D打印机耗材余量检测装置，包括：主控模块，所述主控模块用于生成控制信号；耗材重量检测模块，所述耗材检测模块与所述主控模块电性连接，所述控制信号通过所述耗材重量检测模块检测生成耗材重量信号，所述耗材重量信号传输到所述主控模块；耗材规格检测模块，所述规格检测模块与所述主控模块电性连接，所述规格检测模块用于根据所述控制信号通过红外传感器检测所述耗材使用规格并生成耗材规格信号传输到所述主控模块。本实用新型实施例提供的一种3D打印机耗材余量检测装置通过红外传感器与压力传感器对3D打印中的耗材规格和余量进行实时监控，解决了现有技术中无法直接观察耗材余量的问题，实现了实时显示耗材余量，方便用户随时观看耗材使用情况的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的一种3D打印机耗材余量检测装置的模块连接图；

图2为本实用新型实施例一提供的压力传感器的结构图；

图3为本实用新型实施例一提供的红外传感器的设置示意图；

图4为本实用新型实施例二中耗材重量检测模块的模块连接图；

图5为本实用新型实施例二中耗材规格检测模块的模块连接图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一模块为第二模块，且类似地，可将第二模块称为第一模块。第一模块和第二模块两者都是模块，但其不是同一模块。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种3D打印机耗材余量检测装置的模块连接图，本实施例提供的一种3D打印机耗材余量检测装置适用于3D打印中识别耗材规格和余量的情况，具体地，本实施例提供的一种3D打印机耗材余量检测装置包括：主控模块1、耗材重量检测模块2和耗材规格检测模块3。

主控模块1，所述主控模块1用于生成控制信号。

在本实施例中，主控模块1为外部控制系统，可以为智能终端或者计算机等等设备，示例性的，计算机可以根据用户需求生成对应的控制信号，该控制信号即控制3D打印机进行打印和其他功能模块进行工作，在接收到耗材重量信号和耗材规格信号后，可以通过计算机的显示器直观显示当前耗材状态并根据当前耗材状态提醒用户是否需要补充耗材。

耗材重量检测模块2，所述耗材检测模块2与所述主控模块1电性连接，所述控制信号通过所述耗材重量检测模块2检测生成耗材重量信号，所述耗材重量信号传输到所述主控模块1。

在本实施例中，耗材重量检测模块2中通过压力传感器进行耗材的重量检测，所述控制信号通过所述压力传感器检测到耗材剩余量，所述耗材重量检测模块生成耗材重量信号，具体地，压力传感器为压力应变片传感器，参阅图2，压力应变片传感器内部由精密金属电阻丝组成的电桥，包括电压输入端VCC、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，当金属丝受外力作用而拉伸时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大；当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。压力应变片传感器粘贴在耗材料架处，当耗材安装在料架上，料架会产生一定的拉伸形变，从而产生信号变化，将该信号变化发送到主控模块1中即可进行实时显示。使用压力应变片传感器，检测当前耗材的剩余重量，与总重量的差值，可判断当前耗材剩余量。

耗材规格检测模块3，所述规格检测模块3与所述主控模块1电性连接，所述规格检测模块3用于根据所述控制信号通过红外传感器检测所述耗材使用规格并生成耗材规格信号传输到所述主控模块1。

在本实施例中，耗材规格检测模块3通过红外传感器检测是否有耗材遮挡，从而判断耗材的型号，红外传感器检测是否被遮挡工作原理：反射光电对射灯由发射管和接收管组成，由发射管发射红外光，如前方有障碍物遮挡，则红外光反射回来，由接收管接收到。常用3D打印机耗材规格有：200g耗材、1kg耗材、2kg耗材，料盘外形最大尺寸分别为150mm、200mm、250mm。参阅图3，图3为本实施例中红外传感器的设置图，在A，B，C处分别安装红外传感器，用来判断各指定位置是否有料盘遮挡，从而判断耗材规格尺寸及重量。当A，B，C红外传感器都未被遮挡时，判断当前未装配耗材。当A红外传感器遮挡，B，C红外传感器未被遮挡时，说明料盘尺寸为150mm，即使用常用200g耗材。当A，B红外传感器遮挡，C红外传感器未被遮挡时，说明料盘尺寸为200mm，即使用常用1kg耗材。当A，B，C红外传感器都被遮挡时，说明料盘尺寸为250mm，即使用常用2kg耗材。由此可通过A，B，C三个不同位置红外传感器是否有料盘遮挡，判断使用耗材的总重量M0，即200g耗材、1kg耗材或2kg耗材。通过三个不同位置的红外传感器，有无障碍物遮挡，判断使用耗材的料盘尺寸，从而确定使用耗材的规格重量。

本实用新型实施例公开了一种3D打印机耗材余量检测装置，包括：主控模块，所述主控模块用于生成控制信号；耗材重量检测模块，所述耗材检测模块与所述主控模块电性连接，所述控制信号通过所述耗材重量检测模块检测生成耗材重量信号，所述耗材重量信号传输到所述主控模块；耗材规格检测模块，所述规格检测模块与所述主控模块电性连接，所述规格检测模块用于根据所述控制信号通过红外传感器检测所述耗材使用规格并生成耗材规格信号传输到所述主控模块。本实用新型实施例提供的一种3D打印机耗材余量检测装置通过红外传感器与压力传感器对3D打印中的耗材规格和余量进行实时监控，解决了现有技术中无法直接观察耗材余量的问题，实现了实时显示耗材余量，方便用户随时观看耗材使用情况的效果。

实施例二

本实施例提供的一种3D打印机耗材余量检测装置适用于3D打印中识别耗材规格和余量的情况，具体地，本实施例提供的一种3D打印机耗材余量检测装置包括：主控模块1、耗材重量检测模块2、耗材规格检测模块3和接口模块4。

主控模块1，所述主控模块1用于生成控制信号。

耗材重量检测模块2，所述耗材检测模块2与所述主控模块1电性连接，所述控制信号通过所述耗材重量检测模块2检测生成耗材重量信号，所述耗材重量信号传输到所述主控模块1。

参阅图4，图4为本实施例中耗材重量检测模块2连接图，所述耗材重量检测模块2还包括压力传感器21，所述控制信号通过所述压力传感器检21测到耗材剩余量，所述耗材重量检测模块2生成耗材重量信号。所述耗材重量检测模块2还包括处理单元22，所述处理单元22用于接收所述控制信号并根据所述压力传感器21的检测信号生成耗材重量信号。

在本实施例中，处理单元22优选为MCU控制器，MCU又称单片微型计算机(SingleChip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。在本实施例中，通过处理单元22达到了快速处理信号与生成耗材重量信号的效果，提高了使用效果与检测精度。

所述耗材重量检测模块2还包括用于数据格式转换的模数转换单元23，所述压力传感器通过所述模数转化单元23与所述处理单元22电连接。

在本实施例中，模数转换单元23即为数模转换器，可以把数字信号和模拟信号进行相互转换，一般地，MCU芯片只能处理数字信号，而传感器检测到的一般为模拟信号，此时需要模数转换单元23进行转换。通过模数转换单元23实现了模拟信号与数字信号的相互转换，使得处理单元22快速处理数字信号。

所述耗材重量检测模块2还包括用于给所述处理单元22提供工作电压的电源单元24，所述电源单元24通过所述处理单元22与所述主控模块1电连接。

在本实施例中，电源单元24一般为储能电池或者外部电源，用于提供给耗材重量检测模块2工作电压，保证耗材重量检测模块2正常工作。

所述耗材重量检测模块2还包括补偿调节电路25，所述补偿调节电路25与所述处理单元22电性连接，所述补偿调节电路25对所述处理单元22产生的误差进行补偿。

在本实施例中，由于安装差异，工艺偏差等引起的差异，可通过补偿调节电路25进行调节，调节补偿电路25包含了多种电阻、电容等元器件，可以根据实际需求连接入电路中进行电路数值调整。补偿调节电路25用于度系统中的误差进行微调和补充，达到了降低系统误差的效果。

可选的，所述耗材重量检测模块2还包括第一状态指示灯26，所述第一指示灯26与所述处理单元22连接，所述第一状态指示灯26用于指示当前耗材的规格型号。

在本实施例中，状态指示灯可以为一个或者多个LED灯，通过不同颜色来区分当前规格型号。第一指示灯26用于直观显示当前耗材的当前规格型号，便于用户直接观测。例如，通过不同颜色来对应不同规格的耗材型号，蓝色对应200g耗材，红色对应1kg耗材，绿色对应2kg耗材等等。

在本实施例中，压力应变片传感器粘贴在耗材料架处，当耗材安装在料架上，料架会产生一定的拉伸形变，带动压力应变片传感器内部的精密金属电阻丝拉伸ΔL，金属电阻丝电阻增大ΔR，从而导致加在电阻两端的电压增大ΔU。增大的电压量ΔU传输到模数转换电路中(由HX711芯片组成)，经过放大转换输出数字信号给MCU处理器，MCU处理器根据采集的数据计算当前的耗材重量M1。由于安装差异，工艺偏差等引起的差异，可通过补偿调节电路25进行调节。耗材剩余余量为：

并可通过3D打印主控板实时显示。

耗材规格检测模块3，所述规格检测模块3与所述主控模块1电性连接，所述规格检测模块3用于根据所述控制信号通过红外传感器检测所述耗材使用规格并生成耗材规格信号传输到所述主控模块1。

参阅图5，图5为本实施例中耗材重量检测模块2连接图，所述耗材规格检测模块3还包括灵敏度调节单元33，所述灵敏度调节单元33用于调节所述红外传感器31的感应距离。

在本实施例中，遮挡障碍物的感应距离，可由灵敏度调节旋钮进行调节，即设置数据比较阈值。灵敏度调节单元33可以直接调整红外传感器31的传感精度，设置数据比较阈值。

所述耗材规格检测模块3还包括比较转换单元32，所述比较转换单元32用于比较当前耗材使用规格与设定阈值的差距并生成耗材规格信号传输到所述主控模块1中。

在本实施例中，红外接收管接收的为模拟量数据，传输到数据比较转换芯片与灵敏度调节旋钮设置的阈值进行比较，可输出数字量数据。当模拟量数据低于阈值时，输出低电平，当模拟量数据高于阈值时，输出高电平。输出高电平时，同时驱动状态指示灯工作，可提示当前红外传感器31有障碍物遮挡。数据比较转换输出数据，可直接输出到MCU(主控芯片)处理，当检测数据变为高电平时，判断当前红外传感器31有障碍物遮挡。比较转换单元32用于比较当前规格与设置阈值的差异并生成耗材规格信号。

所述耗材规格检测模块3还包括第二状态指示灯34，所所述第二状态指示灯34用于指示当前耗材的重量状态。

在本实施例中，第二状态指示灯34也可以由一个或者多个LED等组成，通过不同颜色来区分当前耗材重量状态。所述第二状态指示灯34用于指示当前耗材的重量状态，例如当前耗材的重量数据通过指示灯不同颜色区分，一个颜色对应一个区间。

本实用新型实施例公开了一种3D打印机耗材余量检测装置，包括：主控模块，所述主控模块用于生成控制信号；耗材重量检测模块，所述耗材检测模块用于根据所述控制信号通过压力传感器检测所述耗材剩余量并生成耗材重量信号传输到所述主控模块中；耗材规格检测模块，所述规格检测模块用于根据所述控制信号通过红外传感器检测所述耗材使用规格并生成耗材规格信号传输到所述主控模块中。本实用新型实施例提供的一种3D打印机耗材余量检测装置通过红外传感器与压力传感器对3D打印中的耗材规格和余量进行实时监控，解决了现有技术中无法直接观察耗材余量的问题，实现了实时显示耗材余量，方便用户随时观看耗材使用情况的效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种3D打印机耗材余量检测装置，其特征在于，包括：

主控模块，所述主控模块用于生成控制信号；

耗材重量检测模块，所述耗材重量检测模块与所述主控模块电性连接，所述控制信号通过所述耗材重量检测模块检测生成耗材重量信号，所述耗材重量信号传输到所述主控模块；

耗材规格检测模块，所述耗材规格检测模块与所述主控模块电性连接，所述耗材规格检测模块用于根据所述控制信号通过红外传感器检测耗材使用规格并生成耗材规格信号传输到所述主控模块。

2.根据权利要求1中所述的3D打印机耗材余量检测装置，其特征在于，所述耗材重量检测模块还包括压力传感器，所述控制信号通过所述压力传感器检测到耗材剩余量，所述耗材重量检测模块生成耗材重量信号。

3.根据权利要求2中所述的一种3D打印机耗材余量检测装置，其特征在于，所述耗材重量检测模块还包括处理单元，所述处理单元用于接收所述控制信号并根据所述压力传感器的检测信号生成耗材重量信号。

4.根据权利要求3中所述的3D打印机耗材余量检测装置，其特征在于，所述耗材重量检测模块还包括用于数据格式转换的模数转换单元，所述压力传感器通过所述模数转换单元与所述处理单元电连接。

5.根据权利要求3中所述的3D打印机耗材余量检测装置，其特征在于，所述耗材重量检测模块还包括用于给所述处理单元提供工作电压的电源单元，所述电源单元通过所述处理单元与所述主控模块电连接。

6.根据权利要求3中所述的3D打印机耗材余量检测装置，其特征在于，所述耗材重量检测模块还包括补偿调节电路，所述补偿调节电路与所述处理单元电性连接，所述补偿调节电路对所述处理单元产生的误差进行补偿。

7.根据权利要求3中所述的3D打印机耗材余量检测装置，其特征在于，所述耗材重量检测模块还包括第一状态指示灯，所述第一状态指示灯与所述处理单元连接，所述第一状态指示灯用于指示当前耗材的规格型号。

8.根据权利要求1中所述的一种3D打印机耗材余量检测装置，其特征在于，所述耗材规格检测模块还包括灵敏度调节单元，所述灵敏度调节单元用于调节所述红外传感器的感应距离。

9.根据权利要求1中所述的3D打印机耗材余量检测装置，其特征在于，所述耗材规格检测模块还包括比较转换单元，所述比较转换单元用于比较当前耗材使用规格与设定阈值的差距并生成耗材规格信号传输到所述主控模块中。

10.根据权利要求1中所述的3D打印机耗材余量检测装置，其特征在于，所述耗材规格检测模块还包括第二状态指示灯，所述第二状态指示灯用于指示当前耗材的重量状态。

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