一種基于并聯(lián)機構(gòu)的3d打印的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機，包括基座、設(shè)置在基座上的并聯(lián)機構(gòu)、支撐基座的機架、載物臺、送料系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述并聯(lián)機構(gòu)包括伺服電機、搖臂軸、搖臂、拉桿和動平臺，所述動平臺的下表面上固定連接有3D打印頭；搖臂、兩根拉桿和動平臺構(gòu)成一個平行四邊形結(jié)構(gòu)；本3D打印機的打印空間的大小由拉桿和搖臂長度決定，打印頭在水平面中的平移距離可通過增加拉桿和搖臂的長度實現(xiàn)，打印空間更大，例如在打印1*1m的物體時，本3D打印機的在水平面上的投影尺寸可以小于或等于1*1mm；并且打印頭的移動軌跡由三組搖臂和拉桿耦合完成，打印頭可從上移打印點直線移動至下一打印點，打印速度更快和打印精度更高。
【專利說明】一種基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種打印設(shè)備，特別涉及一種3D打印機。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)階段，大部分3D打印機的結(jié)構(gòu)類型屬于直角坐標(biāo)系結(jié)構(gòu)。直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu)3D打印機，因打印空間直接受到X、Y、Z方向?qū)к夐L度限制，需要打印lm*lm大小的產(chǎn)品，打印機的尺寸至少要大于lm*lm，甚至要大上更多，這造成現(xiàn)有3D打印機的體積大、而打印空間小得缺點，同時打印機的打印速度也受到在三個方向上聯(lián)動響應(yīng)速度的限制，打印速度較慢。
實用新型內(nèi)容
[0003]有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機，以解決現(xiàn)有3D打印機打印空間小和打印速度慢得問題。
[0004]本實用新型一種基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機，包括基座、設(shè)置在基座上的并聯(lián)機構(gòu)和支撐基座的機架；
[0005]所述并聯(lián)機構(gòu)包括伺服電機、搖臂軸、搖臂、拉桿和動平臺，所述動平臺的下表面上固定連接有3D打印頭；所述伺服電機通過減速傳動裝置和搖臂軸連接，所述搖臂和搖臂軸固定連接，搖臂的端部通過第一球鉸鏈連接有兩根拉桿，兩根拉桿的下端和動平臺通過第二球鉸鏈鉸接，搖臂、兩根拉桿和動平臺構(gòu)成一個平行四邊形結(jié)構(gòu)；所述伺服電機、搖臂軸、搖臂和拉桿為——對應(yīng)的三組，且對應(yīng)的三組第二球鉸鏈在以3D打印頭為中心的圓周上均勻布置；
[0006]所述基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機還包括承載打印對象的載物臺、向3D打印頭輸送打印材料的送料系統(tǒng)和控制并聯(lián)機構(gòu)、3D打印頭和送料系統(tǒng)動作的控制系統(tǒng)。
[0007]進一步，所述第二球鉸鏈包括固定在拉桿端部的球頭和設(shè)置在動平臺上與球頭配合的弧形槽，同一組中的兩根拉桿的下端通過拉簧連接。
[0008]進一步,所述載物臺為熱床。
[0009]進一步，所述送料系統(tǒng)包括固定在基座上的絲盤和固定在動平臺上的導(dǎo)絲套筒。
[0010]進一步，所述控制系統(tǒng)通過固定在機架上的承載板固定在載物臺的下方。
[0011]本實用新型的有益效果:本實用新型一種基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機，其打印空間的大小由拉桿和搖臂長度決定，打印頭在水平面中的平移距離可通過增加拉桿和搖臂的長度實現(xiàn)，打印空間更大，例如在打印l*lm的物體時，本3D打印機的在水平面上的投影尺寸可以小于或等于并且打印頭的移動軌跡由三組搖臂和拉桿耦合完成，打印頭可從上移打印點直線移動至下一打印點，打印頭移動速度快，動作精度高，因此打印速度更快和打印精度更高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機的立體結(jié)構(gòu)示意圖；[0013]圖2并聯(lián)機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。
[0015]如圖所示，本實施例基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機，包括基座1、設(shè)置在基座I上的并聯(lián)機構(gòu)和支撐基座I的機架2 ；
[0016]所述并聯(lián)機構(gòu)包括伺服電機3、搖臂軸4、搖臂5、拉桿6和動平臺7，所述動平臺7的下表面上固定連接有3D打印頭8 ;所述伺服電機3通過減速傳動裝置和搖臂軸4連接，所述搖臂5和搖臂軸4固定連接，搖臂5的端部通過第一球鉸鏈9連接有兩根拉桿6，兩根拉桿6的下端和動平臺7通過第二球鉸鏈10鉸接，搖臂5、兩根拉桿6和動平臺7構(gòu)成一個平行四邊形結(jié)構(gòu)；所述伺服電機3、搖臂軸4、搖臂5和拉桿6為一一對應(yīng)的三組，且對應(yīng)的三組第二球鉸鏈10在以3D打印頭8為中心的圓周上均勻布置；本實施中所述減速傳動裝置包括減速器和聯(lián)軸器；
[0017]所述基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機還包括承載打印對象的載物臺11、向3D打印頭8輸送打印材料的送料系統(tǒng)和控制并聯(lián)機構(gòu)、3D打印頭和送料系統(tǒng)動作的控制系統(tǒng)12。
[0018]本實施例中，所述送料系統(tǒng)包括固定在基座I上的絲盤13和固定在動平臺上的導(dǎo)絲套筒14。
[0019]本實施例基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機的工作過程為:整個打印機系統(tǒng)啟動，確定需要打印的物品，控制系統(tǒng)12完成打印物品路徑規(guī)劃，生成控制程序，3D打印頭8開始加熱，等待溫度達到設(shè)定值，控制系統(tǒng)12將生成的控制程序傳遞給伺服電機3、3D打印頭8和送料系統(tǒng)，三組搖臂5及拉桿6在伺服電機3的驅(qū)動下，帶動動平臺7上的3D打印頭8按照控制軌跡運動，3D打印頭8將送料系統(tǒng)送來的打印絲按照預(yù)定程序打印到相應(yīng)位置，最終實現(xiàn)設(shè)計產(chǎn)品的3D打印。
[0020]本實施例基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機，其打印空間的大小由拉桿和搖臂長度決定，打印頭在水平面中的平移距離可通過增加拉桿和搖臂的長度實現(xiàn)，打印空間更大，例如在打印l*lm的物體時，本3D打印機的在水平面上的投影尺寸可以小于或等于l*lmm ;并且打印頭的移動軌跡由三組搖臂和拉桿耦合完成，打印頭可從上移打印點直線移動至下一打印點，打印頭移動速度快，動作精度高，因此打印速度更快和打印精度更高。
[0021]作為對本實施例的改進，所述第二球鉸鏈10包括固定在拉桿6端部的球頭101和設(shè)置在動平臺7上與球頭配合的弧形槽102，同一組中的兩根拉桿6的下端通過拉簧15連接。本結(jié)構(gòu)中第二球鉸鏈10采用弧形槽102與球頭101配合，使得連在球頭101上的拉桿6的轉(zhuǎn)動角度更大，從而可更大的擴展打印空間，并且球頭101在拉簧15拉力作用下始終和弧形槽102接觸，可消除磨損造成的間隙，能提高3D打印頭的運動精度。
[0022]作為對本實施例的改進，所述載物臺11為熱床，通過熱床11可避免被打印對象快速冷卻變形，可提高打印質(zhì)量。
[0023]作為對本實施例的改進，所述控制系統(tǒng)12通過固定在機架2上的承載板固定在載物臺11的下方，本結(jié)構(gòu)使本3D打印機的整體結(jié)構(gòu)緊湊，占地空間小。
[0024]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機，其特征在于:包括基座、設(shè)置在基座上的并聯(lián)機構(gòu)和支撐基座的機架； 所述并聯(lián)機構(gòu)包括伺服電機、搖臂軸、搖臂、拉桿和動平臺，所述動平臺的下表面上固定連接有3D打印頭；所述伺服電機通過減速傳動裝置和搖臂軸連接，所述搖臂和搖臂軸固定連接，搖臂的端部通過第一球鉸鏈連接有兩根拉桿，兩根拉桿的下端和動平臺通過第二球鉸鏈鉸接，搖臂、兩根拉桿和動平臺構(gòu)成一個平行四邊形結(jié)構(gòu)；所述伺服電機、搖臂軸、搖臂和拉桿為——對應(yīng)的三組，且對應(yīng)的三組第二球鉸鏈在以3D打印頭為中心的圓周上均勻布置； 所述基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機還包括承載打印對象的載物臺、向3D打印頭輸送打印材料的送料系統(tǒng)和控制并聯(lián)機構(gòu)、3D打印頭和送料系統(tǒng)動作的控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機，其特征在于:所述第二球鉸鏈包括固定在拉桿端部的球頭和設(shè)置在動平臺上與球頭配合的弧形槽，同一組中的兩根拉桿的下端通過拉簧連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機，其特征在于:所述載物臺為熱床。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機，其特征在于:所述送料系統(tǒng)包括固定在基座上的絲盤和固定在動平臺上的導(dǎo)絲套筒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于并聯(lián)機構(gòu)的3D打印機，其特征在于:所述控制系統(tǒng)通過固定在機架上的承載板固定在載物臺的下方。
【文檔編號】B41J3/00GK203485190SQ201320614957
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】鄭彬, 段宣明, 孫小勇, 趙永廷, 范樹遷, 黎靜 申請人:重慶綠色智能技術(shù)研究院