CN218505233U - 用于3d打印机的皮带张紧机构及3d打印机 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于3D打印机的皮带张紧机构以及3D打印机。该皮带张紧机构包括底座、驱动轮、至少一个同步带轮、滑块、张紧轮、弹簧、张紧轮盖和锁付螺丝。底座设置有第一滑槽。驱动轮和至少一个同步带轮安装在底座上并通过皮带彼此串接。滑块安装在底座上并能够沿第一滑槽滑动。张紧轮安装在滑块上并通过皮带与驱动轮和至少一个同步带轮串接，以用于张紧皮带。弹簧用于向滑块施加弹性力。张紧轮盖固定安装在底座上，并且设置有与第一滑槽相对应的第二滑槽。锁付螺丝穿过第二滑槽与滑块中的螺纹孔相螺接，从而使滑块相对于张紧轮盖被锁紧固定。本申请实现了自动张紧皮带，且使皮带保持张紧力。

Description

用于3D打印机的皮带张紧机构及3D打印机
技术领域
本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种用于3D打印机的皮带张紧机构及3D打印机。
背景技术
3D打印机又称三维打印机，即快速成形技术的一种机器，其能够用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造三维物体。在相关技术中，3D打印机进行打印时，承接打印材料的打印平台经由丝杆和同步带轮在皮带的作用下沿垂向移动。
相关技术中，需要依靠用户手动拧动螺栓来张紧同步带。不同的用户设置的张紧位置不同，导致不同的机器皮带张紧力不一致，容易引起打印平台的升降精度较低或机器磨损较高的问题。
实用新型内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本公开提出一种用于3D打印机的皮带张紧机构及3D打印机。
本公开第一方面的实施例提供一种用于3D打印机的皮带张紧机构。所述3D打印机包括沿竖直方向布置的至少一根丝杆和套设在所述至少一根丝杆上的打印平台。所述皮带张紧机构其特征在于，包括：底座，设置有第一滑槽；安装在所述底座上并通过皮带彼此串接的驱动轮和至少一个同步带轮，所述至少一个同步带轮用于在所述驱动轮的驱动下分别带动所述至少一根丝杆旋转，以使得所述打印平台能够沿所述至少一根丝杆相对于所述底座升降；滑块，安装在所述底座上并能够沿所述第一滑槽滑动；张紧轮，所述张紧轮安装在所述滑块上，并且通过所述皮带与所述驱动轮和所述至少一个同步带轮串接，以用于张紧所述皮带；弹簧，用于向所述滑块施加弹性力以使得所述滑块在所述第一滑槽内处于工作位置，在该工作位置处，所述张紧轮张紧所述皮带；张紧轮盖，所述张紧轮盖固定安装在所述底座上，并且设置有与所述第一滑槽相对应的第二滑槽；以及锁付螺丝，所述锁付螺丝穿过所述第二滑槽与所述滑块中的螺纹孔相螺接，从而使所述滑块相对于所述张紧轮盖被锁紧固定。
本公开第二方面的实施例提供一种3D打印机，其特征在于，包括：沿竖直方向布置的至少一根丝杆；套设在所述至少一根丝杆上的打印平台；以及如上所述的皮带张紧机构。
本公开的实施例实现了自动张紧皮带，且使皮带保持张紧力，解决了皮带过松造成打印平台升降高度精度较低，或者皮带过紧加剧机器磨损的问题。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。
图1示出了根据本申请的一个实施方式的用于3D打印机的皮带张紧机构的结构图；
图2为图1中滑块附近一个视角的局部放大图；并且
图3为图1中滑块附近另一视角的局部放大图。
附图标记说明：
10：皮带张紧机构；
110：底座；
111：第一滑槽；
120：皮带；
130：驱动轮
140A：第一同步带轮；
140B：第二同步带轮；
140C：第三同步带轮；
150：滑块；
160：张紧轮；
170：弹簧；
173：扭簧本体；
171：第一悬臂；
172：第二悬臂；
180：张紧轮盖；
181：第二滑槽；
190：锁付螺丝；
200：扭簧固定柱；
210：扭簧限位柱；
220：螺丝。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在相关技术中，用于3D打印机的皮带张紧机构通常包括张紧轮、滑动块、皮带和螺栓。张紧轮安装在滑动块上，滑动块上设置有螺牙，螺牙与螺栓连接。当皮带长时间使用松动之后，要求用户用手旋转螺栓，螺栓带动惰轮滑块沿螺栓轴线方向移动，从而张紧同步带。在这样的方案中，需要依靠用户手动拧动螺栓来张紧同步带，最后的张紧力完全靠用户手感来控制。不同的用户扭螺栓的扭力不同，导致不同的机器皮带张紧力不一致。当皮带过松时，可能会造成机器运转时热床平台升降高度不一致的隐患，当皮带过紧时，可能会增加整机传动阻力，加剧机器磨损。
有鉴于此，本公开实施例提供一种用于3D打印机的皮带张紧机构，该皮带张紧机构利用弹簧来提供大小相对恒定的张紧力，用户不需要凭借手感来判断张紧力，从而避免张紧力不一致引起的问题。
图1示出了根据本申请的一个实施方式的用于3D打印机的皮带张紧机构10的结构图。图2为图1中滑块附近一个视角的局部放大图。图3为图1中滑块附近另一视角的局部放大图。3D打印机可以包括沿竖直方向布置的至少一根丝杆(未示出)和套设在至少一根丝杆上的打印平台(未示出)。
请参照图1至图3，皮带张紧机构10包括：底座110、驱动轮130、至少一个同步带轮(图1的示例中，第一同步带轮140A、第二同步带轮140B和第三同步带轮140C)、滑块150、张紧轮160、弹簧170、张紧轮盖180和锁付螺丝190。由驱动轮130带动至少一个同步带轮旋转，并所述至少一个同步带轮带动相应的丝杆旋转，从而使套设在丝杆上的打印平台沿竖直方向上下移动。至少一根丝杆可以以任何适当的方式(例如，螺纹连接、紧固连接等)安装于相应的同步带轮上，只要至少一根丝杠能够随着同步带轮的旋转而沿竖直方向上下移动即可。在图1的示例中，可以设置例如三根丝杠(未示出)，它们各自分别地同轴固定于第一同步带轮140A、第二同步带140B、第三同步带轮140C。
底座110可以为框架结构或者板状结构。底座110的水平面的平面形状可以例如为正方形、长方形或者圆形。底座110设置有第一滑槽111。
驱动轮130和至少一个同步带轮安装在底座110上。驱动轮130和至少一个同步带轮之间的位置关系没有特别的限定。在图1的示例中，驱动轮130被设置为最靠近第一同步带轮140A、第二同步带轮140B和第三同步带轮140C中的第三同步带轮140C，但本公开不限于此。驱动轮130、第一同步带轮140A、第二同步带轮140B和第三同步带轮140C通过皮带120彼此串接。第一同步带轮140A、第二同步带轮140B和第三同步带轮140C在驱动轮130的驱动下分别带动相应的丝杆旋转，以使得打印平台能够沿丝杆相对于底座110升降。
请参照图1和图2，皮带张紧机构10包括滑块150、张紧轮160和弹簧170。弹簧170向滑块150施加弹性力，滑块150带动张紧轮160移动，从而张紧轮160对皮带120施加张紧力。需要注意的是，由于采用弹簧170来施加弹性力，用户不需要依靠感觉来判断弹性力的大小，确保了即使是不同的用户，只要使用同一规格的弹簧170，就能够对滑块150施加相同的弹性力，从而保证了经由滑块150和张紧轮160向皮带120施加的张紧力大小的相对恒定。
滑块150安装在底座110上并能够沿底座110的第一滑槽111滑动。滑块150设置有螺纹孔。滑块150的形状可以为长方体，但并不限于此。滑块150可以由铁、铜或塑料等制成。在一个示例中，滑块150与第一滑槽111相嵌合，从而使滑块150只沿第一滑槽111移动。在一个示例中，滑块150不会沿第一滑槽111的长度方向滑离第一滑槽111，为此可以在第一滑槽111的长度方向的两端设置用于停止滑块150的停止部。
张紧轮160安装在滑块150上，并且通过皮带120与驱动轮130和至少一个同步带轮140串接，以用于张紧皮带120。张紧轮160能够与滑块150一体移动。
请参照图1至图3，作为一种可能的实现方式，弹簧170可以为扭簧。该扭簧具有扭簧本体173、第一悬臂171和第二悬臂172，并且底座110还包括扭簧固定柱200和扭簧限位柱210。
在该实现方式中，扭簧本体173套设在扭簧固定柱200上，扭簧的第一悬臂171抵靠在扭簧限位柱210上，扭簧的第二悬臂172抵靠在滑块150上。向皮带120施加张紧力时，扭簧通过扭力经由第二悬臂172向滑块150施加弹性力，推动滑块150以使得滑块150在第一滑槽111内处于工作位置，在该工作位置处，张紧轮160张紧皮带120。
通过合理设置扭簧固定柱200的位置以及扭簧悬臂的长度，在扭簧小范围内推动滑块150滑动时，可以保持恒定的推力。例如，扭簧在推动滑块150时，一方面扭簧的工作角度变大，此时角度变化会造成扭簧的扭矩变小。另一方面，通过合理地设置扭簧固定柱200的位置及扭簧悬臂的长度，可以使得扭簧与滑块150的接触点到扭簧固定柱200的悬臂长度同比变短，从而保持推力固定。
在一些实施例中，底座110可以不设置扭簧固定柱200而只设置扭簧限位柱210。在这样的实施例中，扭簧的第一悬臂171可以固定在扭簧限位柱210上，并且扭簧的第二悬臂172仍然抵靠在滑块150上。此时，扭簧同样可以通过扭力经由第二悬臂172向滑块150施加弹性力。
由于利用扭簧作为弹簧170向滑块150施加弹性力，用户不需要依靠感觉来判断弹性力的大小，确保了即使是不同的用户，只要使用同一规格的扭簧，就都能够向滑块150施加相同的弹性力，从而保证了张紧轮160向皮带120施加的张紧力的大小。
作为另一种可能的实现方式，皮带张紧机构10的弹簧170可以为压簧或者拉簧。在弹簧170为压簧的实施例中，压簧的一端可以固定在压簧固定柱(未示出)上，并且压簧的另一端可以固定在滑块150上。压簧向滑块150施加弹性力时，压簧被压缩从而产生弹性力，达到与扭簧类似的自动张紧效果。
作为另一种可能的实现方式，皮带张紧机构10的弹簧170也可以为拉簧。在弹簧170为拉簧的实施例中，拉簧的一端可以固定在拉簧固定柱(未示出)上，并且拉簧的另一端可以固定在滑块150上。拉簧向滑块150施加弹性力时，拉簧被拉伸从而产生弹性力，达到与扭簧类似的自动张紧效果。
可以理解，与采用扭簧的情况相比，在采用压簧或拉簧的情况下，在滑块150滑动小的距离时，压簧或拉簧的弹力在小范围内变化，虽然不能实现恒定的张紧力，但依然可以实现张紧力小范围变化。
皮带张紧机构10还包括张紧轮盖180和锁付螺丝190。锁付螺丝190使滑块150相对于张紧轮盖180固定，保证滑块150能够长时间地位于工作位置，从而保证滑块150能够长时间地向皮带120施加张紧力，提高张紧力的稳定性。锁付螺丝190被锁紧后，滑块150便被锁住在固定位置。用户长时间使用后，如果发现皮带张紧力变小，只需要将锁付螺丝190松开，然后再拧紧锁付螺丝190，皮带120便会自动张紧，且张紧力维持在设计值附近。
张紧轮盖180固定安装在底座110上，且设置有与第一滑槽111相对应的第二滑槽181。张紧轮盖180可以通过螺丝220与底座110固定连接，但并不限于此。锁付螺丝190与张紧轮盖180配套地使用。为了使滑块150相对于张紧轮盖180被锁紧固定，锁付螺丝190穿过张紧轮盖180的第二滑槽181与滑块150中的螺纹孔相螺接，从而使滑块150相对于张紧轮盖180被锁紧固定。当用户正常使用时，锁付螺丝190为锁紧状态，锁付螺丝190会与第二滑槽181的表面有较大摩擦力，从而将滑块150及张紧轮160锁在固定的位置。当用户需要调整皮带张紧力时，用户松动锁付螺丝190，此时弹簧可以推动滑块150滑动，使张紧力达到设计值。用户调整完毕后锁紧锁付螺丝190即可。当然，锁付螺丝190与张紧轮盖180的固定连接方式并不限于螺接。张紧轮盖180和锁付螺丝190这样的固定机构可以使滑块150处于固定状态，从而保证滑块150能够长时间地位于相同的工作位置上，提高张紧力的稳定性。
本公开实施例还提供一种3D打印机。所述3D打印机包括：至少一根丝杆、打印平台和用于3D打印机的皮带张紧机构10。所述至少一根丝杆沿沿竖直方向布置，并且所述打印平台套设在所述至少一根丝杆上。用于3D打印机的皮带张紧机构10的结构和功能与上述实施例相同，具体可以参考上述实施例，在此不再赘述。
打印平台套设于丝杠，并且驱动轮130可以驱动同步带轮和丝杆旋转，使得打印平台能够随着丝杆的旋转而沿竖直方向上下移动。在本实施方案中，打印平台套设在三个丝杆上，但并不限于此。可以根据用户对打印精度和打印平台移动稳定性的要求而增加套设的丝杆的数量。例如可以将打印平台套设在一个、两个、四个丝杆或四个以上的丝杠上。
由于使用了上述实施例的用于3D打印机的皮带张紧机构10，解决了皮带过松造成打印平台升降高度精度较低，或者皮带过紧加剧机器磨损的问题。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本说明书提供了能够用于实现本公开的许多不同的实施方式或例子。应当理解的是，这些不同的实施方式或例子完全是示例性的，并且不用于以任何方式限制本公开的保护范围。本领域技术人员在本公开的说明书的公开内容的基础上，能够想到各种变化或替换，这些都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所附权利要求所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种用于3D打印机的皮带张紧机构，其中，所述3D打印机包括沿竖直方向布置的至少一根丝杆和套设在所述至少一根丝杆上的打印平台，所述皮带张紧机构其特征在于，包括：
底座，设置有第一滑槽；
安装在所述底座上并通过皮带彼此串接的驱动轮和至少一个同步带轮，所述至少一个同步带轮用于在所述驱动轮的驱动下分别带动所述至少一根丝杆旋转，以使得所述打印平台能够沿所述至少一根丝杆相对于所述底座升降；
滑块，安装在所述底座上并能够沿所述第一滑槽滑动；
张紧轮，所述张紧轮安装在所述滑块上，并且通过所述皮带与所述驱动轮和所述至少一个同步带轮串接，以用于张紧所述皮带；
弹簧，用于向所述滑块施加弹性力以使得所述滑块在所述第一滑槽内处于工作位置，在该工作位置处，所述张紧轮张紧所述皮带；
张紧轮盖，所述张紧轮盖固定安装在所述底座上，并且设置有与所述第一滑槽相对应的第二滑槽；以及
锁付螺丝，所述锁付螺丝穿过所述第二滑槽与所述滑块中的螺纹孔相螺接，从而使所述滑块相对于所述张紧轮盖被锁紧固定。
2.根据权利要求1所述的皮带张紧机构，其特征在于，所述弹簧是扭簧。
3.根据权利要求2所述的皮带张紧机构，其特征在于，所述底座还设置有扭簧固定柱和扭簧限位柱，所述扭簧的扭簧本体套设在所述扭簧固定柱上，所述扭簧的第一悬臂抵靠在所述扭簧限位柱上，并且所述扭簧的第二悬臂抵靠在所述滑块上。
4.根据权利要求2所述的皮带张紧机构，其特征在于，所述底座还设置有扭簧限位柱，所述扭簧的第一悬臂固定在所述扭簧限位柱上，并且所述扭簧的第二悬臂抵靠在所述滑块上。
5.根据权利要求1所述的皮带张紧机构，其特征在于，所述弹簧是压簧或拉簧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的皮带张紧机构，其特征在于，所述张紧轮盖通过螺丝与所述底座固定连接。
7.一种3D打印机，其特征在于，包括：
沿竖直方向布置的至少一根丝杆；
套设在所述至少一根丝杆上的打印平台；以及
根据权利要求1至6中任一项所述的皮带张紧机构。
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