CN216330137U - 一种3d打印笔 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种3D打印笔，包括：形成有容置空间的壳体、设置有入料口并固定安装于壳体的入料装置、对应入料装置设置的胶料加热装置、设置有出料口的出料装置、与所述加热装置电连接的控制装置、第一供电电路、及第二供电电路。其中，第一供电电路设置有第一供电接口，并且第一供电接口外漏于壳体，第一供电电路通过第一供电接口与外部电源连接，第一供电电路通过控制装置与加热装置电连接，第二供电电路，通过控制装置与加热装置电连接，当控制装置检测到第一供电接口与外部电源电连接时，控制第二供电电路和加热装置之间的导电回路断开。因此，提升了3D打印笔的持续工作能力，并延长了3D打印笔的内置电源工作寿命。

Description

一种3D打印笔

技术领域

本申请涉及打印设备领域，尤其涉及一种3D打印笔。

背景技术

打印笔的使用逐渐普及，人们可以通过打印笔在三维空间中绘画，市面上的打印笔主要使用内置电源为打印笔供电。但目前打印笔的体积有限，内置电源的体积较小，续航能力有限，如果内置电频繁充放电则会严重损耗内置电源的使用寿命，因此，如何提高内置电源的使用寿命成为了本领域技术人员的热门研究课题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种3D打印笔，旨在解决3D打印笔续航能力不足，而且内置电源使用寿命短的问题。

本申请实施例提供了一种3D打印笔，包括：

壳体，壳体形成有容置空间；

入料装置，入料装置设置有入料口，并固定安装于壳体；

加热装置，对应入料装置设置，用于加热经入料装置输入的胶料；

出料装置，出料装置设置有出料口，用于输出经加热装置热熔后的胶料；

控制装置，控制装置与加热装置电连接；

第一供电电路，第一供电电路设置有第一供电接口，并且第一供电接口外漏于壳体，第一供电电路通过第一供电接口与外部电源连接，其中，第一供电电路通过控制装置与加热装置电连接；

第二供电电路，用于连接内置电源，第二供电电路通过控制装置与加热装置电连接；

当控制装置检测到第一供电接口与外部电源电连接时，控制第二供电电路和加热装置之间的导电回路断开。

可选的，控制装置包括：

单向电路元件，单向电路元件正极连接第一供电电路，负极连接加热装置；

开关单元，第二供电电路通过开关单元连接加热装置，用于控制第二供电电路和加热装置之间导电回路的通断。

可选的，控制装置还包括第一电阻、及第二电阻；

开关单元包括第一端、第二端、及控制端，其中，开关单元的第一端连接第二供电电路，第二端连接加热装置，控制端通过第一电阻接地，并通过第二电阻连接第一供电电路。

可选的，单向电路元件为二极管，开关单元为场效应管。

可选的，控制装置还包括控制单元，控制单元与开关单元、及第二供电电路的输出端电连接，用于检测第一供电接口是否与外部电源电连接，并且当检测到第一供电接口与外部电源电连接时，控制开关单元关闭，以使第二供电电路和加热装置之间的导电回路断开。

可选的，3D打印笔还包括通过控制单元与内置电源电连接的电量显示单元，用于显示内置电源的电量。

可选的，3D打印笔还包括充电电路，充电电路输入端与第二供电电路连接，输出端连接内置电源。

可选的，充电电路包括电源管理芯片；

3D打印笔还包括充电指示单元；

电源管理芯片连接内置电源及充电指示单元，其中，充电指示单元可执行第一显示模式或第二显示模式；

当内置电源的电量小于预设电量时，电源管理芯片控制充电指示单元执行第一显示模式；

当内置电源的电量大于或等于预设电量时，电源管理芯片控制充电指示单元执行第二显示模式。

可选的，出料装置包括出料机构、用于驱动出料机构执行出料动作的驱动机构、及与控制装置连接，用于控制驱动机构的驱动芯片。

可选的，3D打印笔还包括至少部分外漏于壳体的控制按钮，且控制按钮与控制装置电连接。

本申请实施例提供了一种3D打印笔，包括：形成有容置空间的壳体、设置有入料口并固定安装于壳体的入料装置、对应入料装置设置的胶料加热装置、设置有出料口的出料装置、与所述加热装置电连接的控制装置、第一供电电路、及第二供电电路。其中，第一供电电路设置有第一供电接口，并且第一供电接口外漏于壳体，第一供电电路通过第一供电接口与外部电源连接，第一供电电路通过控制装置与加热装置电连接，第二供电电路通过控制装置与加热装置电连接，当控制装置检测到第一供电接口与外部电源电连接时，控制第二供电电路和加热装置之间的导电回路断开。因此，提升了3D打印笔的持续工作能力，并延长了3D打印笔的内置电源工作寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的3D打印笔的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的3D打印笔的模块结构示意图；

图3是本申请3D打印笔的电源切换单元的电路结构示意图；

图4是本申请3D打印笔的出料装置的模块结构示意图。

附图标记：100、3D打印笔；110、壳体；120、入料装置；121、入料口；130、加热装置；131、加热电路；1311、加热片；132、测温电路；1321、热敏电阻；140、出料装置；141、出料机构；142、驱动机构；143、驱动芯片；144、出料口；150、控制装置；151、电源切换单元；152、管理单元；160、第一供电电路；161、第一供电接口；170、第二供电电路；180、电量显示单元；190、充电电路；191、电源管理芯片；192、充电指示单元；193、控制按钮；D1、单向电路元件；Q1、开关单元；R1、第一电阻；R2、第二电阻。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。

附图中所示的模块结构图仅是示例说明，不是必须包括所有的结构与结构间的连接关系。在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本申请一实施例提供的一种3D打印笔100的结构示意图，图2是本申请一实施例提供的3D打印笔的模块结构示意图。

请参阅图1与图2，该3D打印笔100包括壳体110、入料装置120、出料装置140、加热装置130、控制装置150、第一供电电路160、及第二供电电路170。其中，壳体110形成有可容纳加热装置130及胶料的容置空间，入料装置120设置有入料口121，并固定安装于壳体110，出料装置140设置有出料口141，用于输出经加热装置130热熔后的胶料，加热装置130对应入料装置120设置，用于加热经入料装置120输入的胶料，控制装置150与加热装置130电连接，第一供电电路160设置有第一供电接口161，并且第一供电接口161外漏于壳体110，第一供电电路160通过第一供电接口161与外部电源连接，第一供电电路160通过控制装置150与加热装置130电连接，第二供电电路170用于连接内置电源，第二供电电路170通过控制装置150与加热装置130电连接，当控制装置150检测到第一供电接口161与外部电源电连接时，控制第二供电电路170和加热装置130之间的导电回路断开，也即第二供电电路170停止工作，同时外部电源通过第一供电电路160为3D打印笔100供电。

3D打印笔100通过控制装置150实现了以下两种供电模式的切换：第一供电电路160为加热装置130供电、及第二供电电路170为加热装置130供电，而且在外部电源接入3D打印笔100时优先由外部电源供电，同时给3D打印笔100的内置电池充电，提升了3D打印笔100的持续工作能力，延长了内置电源工作寿命。

请参阅图3，在一些实施方式中，控制装置150至少包括电源切换单元151，电源切换单元151包括单向电路元件D1、及开关单元Q1。其中，单向电路元件D1正极连接第一供电电路160，负极作为电源切换单元151的输出端连接加热装置130，电流仅能从单向电路元件D1的正极流向负极，限定了第一供电电路160的电流流动方向，避免了外部电源经第一供电电路160输入3D打印笔100的电流出现电流倒灌。第二供电电路170通过开关单元Q1连接加热装置130，开关单元Q1用于控制第二供电电路170和加热装置130之间导电回路的通断。

在一些实施方式中，电源切换单元151还包括第一电阻R1、及第二电阻R2，开关单元Q1包括第一端、第二端、及控制端。其中，开关单元Q1的第一端连接第二供电电路170，第二端作为电源切换单元151的输出端输出电源，控制端通过第一电阻R1接地，并通过第二电阻R2连接第一供电电路160，且当开关单元Q1控制端无输入电压时，第一端与第二端之间闭合，以使第二供电电路170和加热装置130之间的导电回路导通，控制端存在输入电压时，第一端与第二端之间断开，以使第二供电电路170和加热装置130之间的导电回路中断。

示例性的，当外部电源未接入第一供电接口161，开关单元Q1的输入端无输入电压，开关单元Q1的第一端与第二端闭合，内置电源通过第二供电电路170、及开关单元Q1向加热装置130供电。当外部电源接入第一供电接口161，并通过第一供电接口161与第一供电电路160连接时，外部电源通过第一供电电路160、及单向电路元件D1向加热装置130供电，同时，外部电源向开关单元Q1的控制端施加电压，令开关单元Q1的第一端与第二端之间断开，即第二供电电路170停止工作。

设置开关单元Q1，使得外部电源接入3D打印笔100时，优先由外部电源供电，同时，通过设置第一电阻R1、及第二电阻R2有效地保护了开关单元Q1。

具体的，单向电路元件D1为二极管，开关单元Q1为P沟道场效应管。

在一些实施方式中，控制装置150还包括控制单元，控制单元与开关单元Q1、及第二供电电路170的输出端电连接，用于检测第一供电接口161是否与外部电源电连接，并且当检测到第一供电接口161与外部电源电连接时，控制开关单元Q1关闭，以使第二供电电路与加热装置之间的导电回路断开。

在一些实施方式中，控制装置150还包括管理单元152，3D打印笔还包括至少部分外露于壳体100的电量显示单元180，用于显示内置电源的电量。100的电量显示单元180通过管理单元152与内置电源电连接，电量显示单元180用于显示内置电源的电量，其中，电量显示单元180包括若干并联的发光支路，每条发光支路的电路阻值不同，且每条发光支路上都设置有至少部分外露于壳体110的发光LED。具体地，管理单元152可以为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，用于检测内置电源的电量，具体地，管理单元152可以为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，用于检测内置电源的电量，并根据内置电源的电量向电量显示单元180输出电压，以控制该若干个发光LED的亮灭，以使用户通过该若干个发光LED的状态知悉内置电源的电量。

在一些实施方式中，加热装置130包括加热电路131与测温电路132。其中，加热电路131与管理单元152电连接，测温电路132与管理单元152电连接，加热电路131至少包括加热片1311，测温电路132至少包括热敏电阻1321，加热片1311与热敏电阻1321靠近出料装置140的出料口144。

具体的，管理单元152控制加热电路131上的电流，令加热片1311发热，以热熔壳体110内靠近出料口144一端的胶料，出料口144的热量传递至热敏电阻1321，热敏电阻1321的电阻数值对应温度发生变化，测温电路132上的电流同步变化，以使加热装置130根据测温电路132上的电流控制加热电路131工作。

在一些实施方式中，3D打印笔100还包括充电电路190，充电电路190输入端与第一供电电路160连接，输出端连接内置电源。当充电电路190检测到第一供电接口161与外部电源电连接时，所述3D打印笔100通过充电电路190为内置电源充电。

在一些实施方式中，充电电路190包括电源管理芯片191，电源管理芯片191包括第一端、及第二端，电源管理芯片191的第一端作为充电电路190的输入端与第一供电电路160连接，电源管理芯片191的第二端作为充电电路190的输出端与内置电源连接，当电源管理芯片191的第一端检测到第一供电接口161与外部电源电连接时，使第一供电电路160通过电源管理芯片191为内置电源充电。

请参阅图1与图2，在一些实施方式中，3D打印笔100还包括用于指示充电情况的充电指示单元192。其中，充电指示单元192至少部分外露于壳体100，电源管理芯片191通过充电指示单元192连接电源切换单元151的输出端，充电指示单元可执行第一显示模式或第二显示模式，当内置电源的电量小于预设电量时，电源管理芯片控制充电指示单元以第一显示模式工作，当内置电源的电量大于或等于预设电量时，电源管理芯片控制充电指示单元以第二显示模式工作。具体地，当充电指示单元192执行第一显示模式时，表示第一供电电路160为内置电源充电，当充电指示单元192执行第二显示模式时，表示第一供电电路160为内置电源充电完毕。

在一些实施例中，充电指示单元192至少包括第一发光LED与第二发光LED，其中，第一发光LED与第二发光LED具有不同的发光指示颜色，第一发光LED与第二发光LED皆为：一端与电源切换单元151的输出端连接，另一端与电源管理芯片191及管理单元152连接，电源管理芯片191及管理单元152发送电信号至充电指示单元控制第一发光LED与第二发光LED的工作。

具体地，当电源管理芯片191的第一端检测到高电平，即第一供电接口161与外部电源电连接，且管理单元152检测到外部电源接入第一供电接口161时，外部电源为内置电源充电，电源切换单元151的输出端输出高电平，电源管理芯片191向第一发光LED输出低电平，管理单元152向第二发光LED输出高电平，即第一发光LED工作，第二发光LED不工作。第一供电电路160为内置电源充电完毕时，电源管理芯片191向第一发光LED输出高电平，管理单元152向第二发光LED输出低电平，即第一发光LED不工作，第二发光LED工作。

在一些实施方式中，3D打印笔100还包括若干个控制按钮193，每一个控制按钮193至少部分外漏于壳体110，用于控制3D打印笔100工作。且控制按钮193与控制装置150的管理单元152电连接，管理单元152可检测控制按钮193的按压情况，并根据按压情况控制加热装置130及出料装置140的工作，且控制按钮可控制3D打印笔的开机与关机，当控制按钮193控制开机时，第一发光LED及第二发光LED同时工作，以显示3D打印笔开机。因此，实现了通过控制按钮193对加热装置130及出料装置140进行控制。

请参阅图2与图4，在一些实施方式中，出料装置140包括出料机构141、用于驱动出料机构141执行出料动作的驱动机构142、及用于控制驱动机构142的驱动芯片143，其中驱动芯片143与控制装置150中的管理单元152连接。具体的，驱动机构142为电机，出料机构141包括挤压头，驱动芯片143控制驱动机构142，驱动机构142驱动电机挤压经加热装置130热熔后的胶料，以使胶料从出料口中排出，实现3D打印笔的出料。

当外部电源未接入第一供电电路160时，内置电源通过第二供电电路170、及控制装置150中的电源切换单元151为3D打印笔100供电，以使控制装置150中的管理单元152控制加热装置130、出料装置140、电量显示单元180、及控制按钮193正常工作，管理单元152控制电量显示单元180显示内置电源的电量。

当外部电源接入第一供电电路160时，控制装置150中的电源切换单元151切断第二供电电路170与后续电路的通电回路，并由外部电源通过第一供电电路160、及电源切换单元为3D打印笔供电，以使控制装置150中的管理单元152控制加热装置130、出料装置140、电量显示单元180、及控制按钮193正常工作，管理单元152控制电量显示单元180显示内置电源的电量。同时，外部电源通过充电电路190为内置电源进行充电，充电电路190中的充电管理芯片191控制充电指示单元192指示充电进度。因此，当外部电源接入3D打印笔100时，优先采用外部电源所在的第一供电电路160为3D打印笔供电，同时为内置电源充电，提升了3D打印笔100的持续工作能力，延长了3D打印笔100的内置电源工作寿命。

应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述，仅是本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种3D打印笔，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体形成有容置空间；

入料装置，所述入料装置设置有入料口，并固定安装于所述壳体；

加热装置，对应所述入料装置设置，用于加热经所述入料装置输入的胶料；

出料装置，所述出料装置设置有出料口，用于输出经所述加热装置热熔后的胶料；

控制装置，所述控制装置与所述加热装置电连接；

第一供电电路，所述第一供电电路设置有第一供电接口，并且所述第一供电接口外漏于所述壳体，所述第一供电电路通过所述第一供电接口与外部电源连接，其中，所述第一供电电路通过所述控制装置与所述加热装置电连接；

第二供电电路，用于连接内置电源，所述第二供电电路通过所述控制装置与所述加热装置电连接；

当所述控制装置检测到所述第一供电接口与外部电源电连接时，控制所述第二供电电路和所述加热装置之间的导电回路断开。

2.根据权利要求1所述的3D打印笔，其特征在于，所述控制装置包括：

单向电路元件，所述单向电路元件正极连接所述第一供电电路，负极连接所述加热装置；

开关单元，所述第二供电电路通过所述开关单元连接所述加热装置，用于控制所述第二供电电路和所述加热装置之间导电回路的通断。

3.根据权利要求2所述的3D打印笔，其特征在于，所述控制装置还包括第一电阻、及第二电阻；

所述开关单元包括第一端、第二端、及控制端，其中，所述开关单元的第一端连接所述第二供电电路，第二端连接所述加热装置，控制端通过所述第一电阻接地，并通过所述第二电阻连接所述第一供电电路。

4.根据权利要求3所述的3D打印笔，其特征在于，所述单向电路元件为二极管，所述开关单元为场效应管。

5.根据权利要求2所述的3D打印笔，其特征在于，所述控制装置还包括控制单元，所述控制单元与所述开关单元、及所述第一供电电路的输出端电连接，用于检测所述第一供电接口是否与外部电源电连接，并且当检测到所述第一供电接口与外部电源电连接时，控制开关单元关闭，以使所述第二供电电路与所述加热装置之间的导电回路断开。

6.根据权利要求5所述的3D打印笔，其特征在于，所述3D打印笔还包括通过所述控制单元与所述内置电源电连接的电量显示单元，用于显示所述内置电源的电量。

7.根据权利要求5所述的3D打印笔，其特征在于，所述3D打印笔还包括充电电路，所述充电电路输入端与所述第一供电电路连接，输出端连接所述内置电源。

8.根据权利要求7所述的3D打印笔，其特征在于，所述充电电路包括电源管理芯片；

所述3D打印笔还包括充电指示单元；

所述电源管理芯片连接所述内置电源及所述充电指示单元，其中，所述充电指示单元可执行第一显示模式或第二显示模式；

当所述内置电源的电量小于预设电量时，所述电源管理芯片控制所述充电指示单元执行第一显示模式；

当所述内置电源的电量大于或等于预设电量时，所述电源管理芯片控制所述充电指示单元执行第二显示模式。

9.根据权利要求1-8任一项所述的3D打印笔，其特征在于，所述出料装置包括出料机构、用于驱动所述出料机构执行出料动作的驱动机构、及与控制装置连接，用于控制所述驱动机构的驱动芯片。

10.根据权利要求9所述的3D打印笔，其特征在于，所述3D打印笔还包括至少部分外漏于所述壳体的控制按钮，且所述控制按钮与所述控制装置电连接。

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