CN220447191U - 一种自主移动和折叠的3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自主移动和折叠的3D打印设备，包括AGV车，及通过X‑Z移动机构安装于AGV车上设置的U型架，及通过X‑Y移动机构安装于所述U型架上的3D打印机喷头；所述U型架水平设置，所述X‑Z移动机构中的X轴移动机构作用下，U型架由AGV车一端移至另一端，并且U型架移至该另一端时，3D打印机喷头位于AGV车外。本实用新型采用3D打印机与AGV小车相结合的方式，不仅可以解决3D打印机移动与运输的问题，更可以拓宽打印机X‑Y平面乃至空间可打印范围，使3D打印机具备制造大型零部件的能力，进一步可应用在建筑工程的施工与建造方面。

Description

一种自主移动和折叠的3D打印设备

技术领域

本实用新型属于3D打印技术领域，尤其是涉及一种自主移动和折叠的3D打印设备。

背景技术

3D打印发展前景广阔，目前的3D打印机大都是固定式的，通常是做三个方向的运动导轨让其在特定的轨道内做轨迹运动最后将物品打印成型。也有使用龙门结构打印方式，底部采用传送带，理论上可以无限延长打印物品。

由此可见，打印机无法打印超出打印空间的物品，打印的物品有限，要打印大尺寸物品就需要建造更大尺寸的3D打印机，也就是打印喷头要配置长距离传送机构，但实际操作中过长传动元件长时间使用后存在断裂风险。

同时，喷头的位移被限制在了龙门架的框架之内，这导致了龙门架系统的3D打印机无法打印体积大于龙门架的物体，而大尺寸的龙门架造价高昂、精度低，甚至对于某些建筑结构，几乎无法制造符合要求的超大型龙门架系统。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种自主移动和折叠的3D打印设备，以改换现有框架式3D打印机打印范围受框架空间限制，提高3D打印机打印范围。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种自主移动和折叠的3D打印设备，包括AGV车，及通过X-Z移动机构安装于AGV车上设置的U型架，及通过X-Y移动机构安装于所述U型架上的3D打印机喷头；

所述U型架水平设置，所述AGV车一端为折叠工位，另一端为打印工位，所述X-Z移动机构中的X轴移动机构横跨折叠工位和打印工位，当U型架移至打印工位时，3D打印机喷头位于AGV车外；

所述X-Z移动机构、X-Y移动机构及3D打印机喷头都和3D打印控制板电连接，AGV车上设有AGV车控制板及上位机，所述AGV车控制板及3D打印控制板都和上位机有线连接，所述上位机和控制中心无线通信连接。

进一步的，所述X-Z移动机构中的X轴移动机构和Z轴移动机构都为丝杆移动机构，且Z轴移动机构设置在X轴移动机构的滑块上。

进一步的，所述X-Z移动机构中，Z轴移动机构的丝杆并排设置有两个，所述U型架同时和两个所述丝杆各自匹配的螺母相连接。

进一步的，所述X-Y移动机构中的X轴移动机构及Y轴移动机构都为同步带传动结构。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种自主移动和折叠的3D打印设备具有以下优势：

本实用新型采用3D打印机与AGV小车相结合的方式，不仅可以解决3D打印机移动与运输的问题，更可以拓宽打印机X-Y平面乃至空间可打印范围，使3D打印机具备制造大型零部件的能力，进一步可应用在建筑工程的施工与建造方面。同时AGV车带动打印喷头移动，提高了3D打印使用的灵活度，推进了3D打印技术的应用推广，降低了大尺寸结构物建造的综合成本。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种自主移动和折叠的3D打印设备结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种自主移动和折叠的3D打印设备打印喷头抬升打印状态示意图；

图3为本实用新型实施例所述的一种自主移动和折叠的3D打印设备折叠状态示意图。

附图标记说明：

1-AGV车；2-水平丝杆；3-竖直丝杆；4-U型架；5-3D打印机喷头；6-水平滑轨。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种自主移动和折叠的3D打印设备，如图1所示，包括AGV车1，及通过X-Z移动机构安装于AGV车1上设置的U型架4，及通过X-Y移动机构安装于所述U型架4上的3D打印机喷头5。AGV车1一端为折叠工位，另一端为打印工位，所述X-Z移动机构中的X轴移动机构横跨折叠工位和打印工位，X轴移动机构作用下，使得U型架4在折叠工位和打印工位之间移动，当U型架4移至打印工位时，3D打印机喷头5位于AGV车1外。

具体结构为：X-Z移动机构中的X轴移动机构和Z轴移动机构都为丝杆移动机构，其中X轴移动机构包括一水平丝杆2和两个水平滑轨6，水平丝杆2及两个水平滑轨6平行并都安装于AGV车1上，水平丝杆匹配有伺服电机，水平丝杆2的长度横跨AGV车1，也就是水平丝杆2一端和AGV车1上的折叠工位位置对应，水平丝杆2另一端和AGV车1的打印工位位置对应。水平丝杆2上匹配有螺母滑块，螺母滑块穿装于两个水平滑轨6上。X-Z移动机构中的Z轴移动机构包括两个竖直丝杆3，两个竖直丝杆3各自独立匹配有伺服电机，两个竖直丝杆3都安装于水平丝杆2的螺母滑块上。U型架4为水平且开口朝外设置，U型架4螺纹安装于两个竖直丝杆3上。

X-Z移动机构中的Z轴移动机构也可以采用一个竖直丝杆3和一个竖直滑轨结构，竖直丝杆3和竖直滑轨都安装于水平丝杆2的螺母滑块上，竖直丝杆3匹配有伺服电机，U型架4同样水平且开口朝外设置，U型架4螺纹安装于竖直丝杆3，同时U型架4穿装于竖直滑轨。

U型架4上的X-Y移动机构中的X轴移动机构及Y轴移动机构都为同步带传动结构，并各自独立由电机驱动，实现高速的，高精度的3D打印。该结构为常见移动结构，在此不做详细说明。

本实用新型中，AGV车上设有控制结构，承担电机供电与控制功能。控制结构包括电源板、上位机、3D打印机控制板、以及AGV车控制板，电源板将设置于AGV车上的锂电池电源能量进行分配，保证各个动作元件用电需求；X-Z移动机构、X-Y移动机构及3D打印机喷头都和3D打印控制板电连接，3D打印机控制板及AGV车控制板各自和上位机有线连接，上位机与控制中心无线通信，控制AGV车及3D打印作业。

作业原理：X-Z移动机构中的X轴移动机构作用下，X-Z移动机构中的Z轴移动机构及U型架4在AGV车1的折叠工位和打印工位之间移动，当U型架4移至折叠工位时，X-Z移动机构中的Z轴移动机构的带动U型架4下移至折叠位置，此时U型架4连同3D打印喷头5位于AGV车1正上方且紧邻AGV车1顶面，实现U型架4的折叠，如图3所示，对3D打印喷头5进行防护。当U型架4移至打印工位时，U型架4的开口伸出AGV车，3D打印机喷头5位于AGV车1外，如图2所示，此时在X-Y移动机构和/或X-Z移动机构和/或AGV车1带动下，3D打印机喷头5进行打印。

本实用新型中，AGV车的麦克纳姆轮各自独立配置电机，实现AGV车在水平任意方向能够灵活移动，能够在任意水平空间定点打印，提高3D打印范围、空间。同时，3D打印喷头能够回移至折叠工位，使得3D打印喷头得到很好防护。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自主移动和折叠的3D打印设备，其特征在于：包括AGV车(1)，及通过X-Z移动机构安装于AGV车(1)上设置的U型架(4)，及通过X-Y移动机构安装于所述U型架(4)上的3D打印机喷头(5)；

所述U型架(4)水平设置，所述AGV车(1)一端为折叠工位，另一端为打印工位，所述X-Z移动机构中的X轴移动机构横跨折叠工位和打印工位，当U型架(4)移至打印工位时，3D打印机喷头(5)位于AGV车(1)外；

所述X-Z移动机构、X-Y移动机构及3D打印机喷头都和3D打印控制板电连接，AGV车上设有AGV车控制板及上位机，所述AGV车控制板及3D打印控制板都和上位机有线连接，所述上位机和控制中心无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种自主移动和折叠的3D打印设备，其特征在于：所述X-Z移动机构中的X轴移动机构和Z轴移动机构都为丝杆移动机构，且Z轴移动机构设置在X轴移动机构的滑块上。

3.根据权利要求2所述的一种自主移动和折叠的3D打印设备，其特征在于：所述X-Z移动机构中，Z轴移动机构的丝杆并排设置有两个，所述U型架(4)同时和两个所述丝杆各自匹配的螺母相连接。

4.根据权利要求1所述的一种自主移动和折叠的3D打印设备，其特征在于：所述X-Y移动机构中的X轴移动机构及Y轴移动机构都为同步带传动结构。