CN216096297U - 一种升降装置 - Google Patents

Abstract

一种升降装置，包括：框架机构、顶升支架、传动机构；所述传动机构包括电机、驱动组件、多个升降杆；所述电机与所述驱动组件安装在所述框架机构内部；各所述升降杆的一端与所述驱动组件连接；各所述升降杆的另一端与所述顶升支架固定连接；所述电机驱动所述驱动组件带动所述升降杆上升或下降，所述升降杆带动所述顶升支架的上升或下降。本实用新型提供的升降装置可用于3D打印工作箱的举升或下降时，只需将工作箱放置在顶升支架上，工作箱将随顶升支架一同举升或下降，能够实现在打印过程中打印头和工作箱底板间距相对不变的目的，提升打印效率。

Description

一种升降装置

技术领域

本实用新型涉及一种升降装置，更具体的，涉及一种应用于3D打印机工作箱举升与下降的装置。

背景技术

砂型3D打印属于快速成型技术的一种，它的工作原理是，铺砂器在工作箱上铺一层混有固化剂的砂子，打印头按照加载图片在特定区域喷出树脂，随着树脂和固化剂发生反应后砂子层层固化，三维产品逐渐成型，最后将打印出的砂型烘干，将多余砂子清理后得到打印产品。在三维模型逐层打印过程中，需要保持打印头与砂面之间高度恒定，因此需要工作箱不停的向下运动，以保证砂面与打印头之间的高度不变。传统的工作箱举升机构结构复杂，工作箱和举升机构是一体的，结构笨重，稳定性差，维护麻烦。因此砂型3D打印行业中急需要一种结构简单，稳定性高，维护简单的砂型3D打印工作箱举升机构。

公开号为CN205851790U,公布日为2017年1月4号，名称为“一种应用于3D打印工作箱举升机构”的实用新型，提供了一种应用于3D打印工作箱举升机构，该机构采用液压带动两侧液压缸举起工作箱底板，由于工作箱底板和举升机构是分开的，举升过程中存在两侧液压缸不同步，定位精度差、响应速度慢、刚性不够等问题出现，两侧不同步时可能导致工作箱底板倾斜，砂子铺不平整时严重情况下可能导致打印头碰到砂子损坏打印头。

实用新型内容

本实用针对现有技术中升降装置定位精度差、响应速度慢、刚性不够、举升或下降过程中工作箱底板不平整的问题，提供了一种升降装置，主要依靠电机和传动机构相结合，实现工作箱举升、下降的功能，并且定位精度高、响应速度快、刚性足够，并且能使打印头和工作箱底板的相对高度不变，进一步提高了3D打印设备的效率。

为实现上述目的，本实用新型所采用的的技术方案是：

一种升降装置，包括：框架机构、顶升支架、传动机构；所述传动机构包括电机、驱动组件、多个升降杆；所述电机与所述驱动组件安装在所述框架机构内部；各所述升降杆的一端与所述驱动组件连接；各所述升降杆的另一端与所述顶升支架固定连接；所述电机驱动所述驱动组件带动所述升降杆上升或下降，所述升降杆带动所述顶升支架的上升或下降。

进一步地，所述升降杆的顶部设置凸台，所述凸台上端面与所述顶升支架固定连接。

进一步地，所述凸台的横截面积大于所述升降杆的横截面积。

进一步地，所述升降杆至少为三个；所述驱动组件包括换向器和传动轴，所述换向器与所述升降杆匹配，所述传动轴与所述换向器匹配；通过各所述传动轴连接所述电机的输出端与各所述换向器的输入端；各所述升降杆远离所述顶升支架的一端与各所述换向器的输出端连接。

进一步地，所述升降杆为四个，所述换向器和传动轴各为四个，各所述升降杆靠近所述顶升支架的一端与所述顶升支架的四个角固定连接。

进一步地，所述升降杆为四个；所述换向器包括两个一级换向器和四个二级换向器，所述传动轴包括两个一级传动轴和四个二级传动轴；通过各所述一级传动轴连接所述电机的输出端与各所述一级换向器的输入端，通过各所述二级传动轴连接各所述一级换向器的输出端与各所述二级换向器的输入端，所述一级传动轴与所述二级传动轴的延伸方向垂直，各所述升降杆远离所述顶升支架的一端与各所述二级换向器的输出端连接。

进一步地，所述两个一级换向器对称分布在所述电机的两侧。

进一步地，所述四个二级换向器分别位于所述框架机构四个角的位置，且各所述一级换向器两侧对称分布两个所述二级换向器。

进一步地，所述3D打印工作箱的举升机构包括如上所述的升降装置。

本实用新型提供的一种升降装置，可用于3D打印机工作箱的举升和下降，其通过电机带动驱动组件工作，驱动组件控制与其连接的升降杆上升或下降，进而带动固定连接在升降杆上端的顶升支架上升或下降。本升降装置在用于3D打印工作箱的举升或下降时，只需将工作箱放置在顶升支架上，工作箱将随顶升支架一同举升或下降。本实用新型提供的升降装置结构简单、响应速度快、精度高，能够实现工作箱的快速、精确的举升和下降，并且能够实现在打印过程中打印头和工作箱底板间距相对不变的目的，提升打印效率。

附图说明

图1为本实用新型一种升降装置的三维图；

图2为本实用新型一种升降装置的正视图；

图3为本实用新型一种升降装置中传动装置示意图；

图4为本实用新型一种升降装置中螺旋升降杆的示意图；

图5为本实用新型一种升降装置整体示意图。

图中标记：100、框架机构，200、顶升支架，300、传动机构，400、工作箱；310、电机，320、驱动组件，350、升降杆，321、一级换向器，322、二级换向器，323、一级传动轴，324、二级传动轴，325、联轴器，351、圆台

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供的一种升降装置，包括：框架机构、顶升支架、传动机构；所述传动机构包括电机、驱动组件、多个升降杆；所述电机与所述驱动组件安装在所述框架机构内部；所述升降杆的一端与所述驱动组件连接；所述升降杆的另一端与所述顶升支架固定连接；所述电机驱动所述驱动组件带动所述升降杆上升或下降，所述升降杆带动所述顶升支架的上升或下降。

一种用于3D打印工作箱的举升机构，所述3D打印工作箱的举升机构包括如上所述的升降装置。

该升降装置，可用于3D打印机工作箱的举升和下降，其通过电机带动驱动组件工作，驱动组件控制与其连接的升降杆上升或下降，进而带动固定连接在升降杆上端的顶升支架上升或下降。本升降装置在用于3D打印工作箱的举升或下降时，只需将工作箱放置在顶升支架上，工作箱将随顶升支架一同举升或下降。本实用新型提供的升降装置结构简单、响应速度快、精度高，能够实现工作箱的快速、精确的举升和下降，并且能够实现在打印过程中打印头和工作箱底板间距相对不变的目的，提升打印效率。

下面结合具体实施例对本实用新型构思做进一步阐述。

请参阅图1-3，在一实施例中，一种升降装置包括：框架机构100、顶升支架200、传动机构300；传动机构300包括电机310、驱动组件320、以及多个升降杆350；优选的，所述电机可以是伺服电机；电机310与驱动组件320均水平安装在框架机构100的内部，具体的，可在框架机构100内部设置两个互相垂直的水平横梁，将电机310与驱动组件320水平安装在在所述横梁上；各升降杆350远离顶升支架200的一端与驱动组件320连接，升降杆350的另一端与顶升支架200固定连接；其中，驱动组件320不限于气缸，只要能驱动升降杆上述或下降即可；通过电机310驱动所述驱动组件20带动所述升降杆350上升或下降，从而实现顶升支架的上升或下降。

在一实施例中，请参阅图4，升降杆350的顶部设置凸台351，凸台351的上端面与所述顶升支架200通过螺栓固定连接；优选的，所述凸台351的横截面积大于所述升降杆350的横截面积，从而增大升降杆350与顶升支架200的固定面积，使升降杆350带动顶升支架200升降过程更为稳定。

在一实施例中，升降杆350至少为三个，驱动组件320包括换向器和传动轴，其中换向器和传动轴至少各为三个；其中电机310可以是具有三个输出轴的电机；通过各传动轴连接电机310的输出端与各换向器的输入端，升降杆350远离所述升降机构200的一端与所述换向器的输出端连接。其中换向器的减速比为2：1，换向器为侧面输入，顶部输出，底部水平安装在框架机构100内部的横梁上，通过各换向器的换向，使各升降杆的上升或下降更为稳定，并且能够使各升降杆同步上升或下降，进而避免顶升支架在上升或下降过程中出现倾斜的情况。

优选的，升降杆350为四个，换向器和传动轴也各位四个，升降杆350的上端与顶升支架200的四个角固定连接，以进一步提高上升或下降过程中的稳定性。

在实际工作中，电机310可选择三轴或四轴同步输出的电机，电机带动各传动轴同步转动，各传动轴可驱动与其另一端相连的各换向器同步运转，各换向器的运转则会带动各升降杆350做同步的上升或下降的动作，进而通过升降杆平稳的带动顶升支架200做上升或下降的动作。

优选的，升降杆350可以是螺旋升降杆，采用螺旋升降杆与换向器连接，在换向器的驱动下，各螺旋升降杆可稳定且同步的带动顶升支架上升或下降。并且螺旋升降杆的摩擦力受运转速度的影响很小，更为节能；其启动转矩接近于运动转矩，传动精度和刚度均也比一般的升降杆高。

优选的，传动轴的两端可通过联轴器分别与伺服电机310的输出端及换向器的输入端连接。

在另一实施例中，请参阅图3，升降杆350设置为四个，驱动组件310包括两个一级换向器321、四个二级换向器322、两个一级传动轴323及四个二级传动轴324；通过各一级传动轴323连接电机310的输出端与各一级换向器321的输入端，其中电机可以是伺服电机，通过各二级传动轴324连接各一级换向器321的输出端和各二级换向器322的输入端，其中一级传动轴323和二级传动轴324的延伸方向垂直，各升降杆350的下端与各二级换向器322的输出端连接。其中，一级换向器321的减速比比为2:1，为一侧面输入，另外相对的两个侧面分别为输出，底部安装水平在框架机构100内部的横梁上；二级换向器322的减速比也为2:1，其为一侧面输入，顶部输出，底部水平安装在框架机构100内部的横梁上。在该实施例中，通过两级换向器实现两级减速，提高了输出转矩，从而使顶升支架的上升和下降更为同步和稳定。

优选的，所述两个一级换向器321对称分布在伺服电机310的两侧，以保证两个一级换向器321同步转动。

优选的，所述四个二级换向器322分别位于所述框架机构100四角的位置，且各一级换向器321两侧对称分布两个二级换向器322，从而使得四个二级换向器322同步运转，进一步保证四个升降杆350能够同步的上升或下降。

优选的，所述一级传动轴323以及二级传动轴324的两端均通过联轴器325与相应的伺服电机及换向器连接。

在一实施例中，将该升降装置用于3D打印工作箱的举升或下降，请参阅图5，其中3D打印机构的工作箱400位于所述顶升支架200的上端面，使工作箱400能随顶升支架200上升或下降，从而保证在3D打印过程中打印头和工作箱底板的间距相对不变，以提高打印效率。

在实际的工作中，请继续参阅图3，电机310通过一级传动轴323驱动位于其两侧的一级换向器321运转，各一级换向器321运转时带动安装在其两侧的两个二级传动轴324同步转动，各二级传动轴321分别带动四个二级换向器322同步运转，各二级换向器322的运转则会驱动各升降杆350做上升或下降的动作。需要说明的是，顶升支架200的四个角分别与升降杆350固定连接，因而，四个升降杆能够平稳且同步的带动顶升支架200做上升或下降的动作，且能够保证在上升或下降的过程中能始终使工作箱的底板位于同一水平面上，不会发生倾斜。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种升降装置，其特征在于，所述升降装置包括：框架机构、顶升支架、传动机构；

所述传动机构包括电机、驱动组件、多个升降杆；

所述电机与所述驱动组件安装在所述框架机构内部；

各所述升降杆的一端与所述驱动组件连接；各所述升降杆的另一端与所述顶升支架固定连接；

所述电机驱动所述驱动组件带动所述升降杆上升或下降，所述升降杆带动所述顶升支架的上升或下降。

2.根据权利要求1所述的一种升降装置，其特征在于，所述升降杆的顶部设置凸台，所述凸台上端面与所述顶升支架固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种升降装置，其特征在于，所述凸台的横截面积大于所述升降杆的横截面积。

4.根据权利要求1所述的一种升降装置，其特征在于，所述升降杆至少为三个；所述驱动组件包括换向器和传动轴，所述换向器与所述升降杆匹配，所述传动轴与所述换向器匹配；通过各所述传动轴连接所述电机的输出端与各所述换向器的输入端；各所述升降杆远离所述顶升支架的一端与各所述换向器的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的一种升降装置，其特征在于，所述升降杆为四个，所述换向器和传动轴各为四个，各所述升降杆靠近所述顶升支架的一端与所述顶升支架的四个角固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种升降装置，其特征在于，所述升降杆为四个；所述换向器包括两个一级换向器和四个二级换向器，所述传动轴包括两个一级传动轴和四个二级传动轴；通过各所述一级传动轴连接所述电机的输出端与各所述一级换向器的输入端，通过各所述二级传动轴连接各所述一级换向器的输出端与各所述二级换向器的输入端，所述一级传动轴与所述二级传动轴的延伸方向垂直，各所述升降杆远离所述顶升支架的一端与各所述二级换向器的输出端连接。

7.根据权利要求6所述的一种升降装置，其特征在于，所述两个一级换向器对称分布在所述电机的两侧。

8.根据权利要求7所述的一种升降装置，其特征在于，所述四个二级换向器分别位于所述框架机构四个角的位置，且各所述一级换向器两侧对称分布两个所述二级换向器。

9.一种用于3D打印工作箱的举升机构，其特征在于，所述3D打印工作箱的举升机构包括如权利要求1-8之一所述的升降装置。

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