本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的安全智能型3D打印機(jī)。

背景技術(shù)：

3D打印機(jī)又稱三維打印機(jī)，是一種累積制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器，它是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過一層層的粘合材料來制造三維的物體?，F(xiàn)階段三維打印機(jī)被用來制造產(chǎn)品，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體，將數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中，機(jī)器會按照程序，把產(chǎn)品一層層制造出來。

3D打印機(jī)在室內(nèi)運(yùn)行時，會釋放大量有毒超細(xì)粒子，有害程度相當(dāng)于吸食香煙，影響人體健康。市面上的3D打印機(jī)首先將材料加熱，然后從噴嘴噴出，造出設(shè)計(jì)模型，這過程類似工業(yè)生產(chǎn)，會釋放出有毒物質(zhì)，但一般使用者不會使用防護(hù)設(shè)備，有害顆粒物在空氣中漂浮，容易吸入人體肺部甚至腦部，過度積聚可能引發(fā)肺病、血液及神經(jīng)系統(tǒng)疾病，甚至導(dǎo)致死亡，不僅如此，在加熱裝置中，需要進(jìn)行多路溫度控制時，都是采用多路獨(dú)立的溫控電路來進(jìn)行溫度控制，但是這樣大大提高了生產(chǎn)成本，降低了其實(shí)用價值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的安全智能型3D打印機(jī)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于物聯(lián)網(wǎng)的安全智能型3D打印機(jī)，包括殼體、設(shè)置在殼體上方的排氣管、設(shè)置在殼體一側(cè)的輸氣管和鼓風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)機(jī)通過輸氣管與殼體內(nèi)部連通，所述排氣管內(nèi)設(shè)有空氣凈化機(jī)構(gòu)，所述殼體上設(shè)有觀察門，所述觀察門上設(shè)有把手、開關(guān)、指示燈和揚(yáng)聲器；

所述空氣凈化機(jī)構(gòu)包括依次設(shè)置的膠化棉粗過濾層、HEPA過濾層、納米銀過濾層、分子篩吸附層、等離子發(fā)生器層、光催化up-鈦過濾層和納米光觸媒濾層；

所述殼體內(nèi)設(shè)有打印機(jī)構(gòu)，所述打印機(jī)構(gòu)包括打印平臺、打印單元、送絲管、材料盤、水平設(shè)置的橫桿和若干支撐單元，所述支撐單元固定在殼體內(nèi)的底部，所述打印平臺固定在支撐單元的上方，所述橫桿的兩端分別固定在殼體內(nèi)的兩側(cè)且位于橫桿的上方，所述材料盤設(shè)置在橫桿上，所述材料盤通過送絲管與打印單元連接，所述打印單元設(shè)置在打印平臺和橫桿之間；

所述加熱裝置內(nèi)設(shè)有溫控模塊和無線通訊模塊，所述無線通訊模塊包括藍(lán)牙，所述溫控模塊內(nèi)設(shè)有溫控電路，所述溫控電路包括集成電路、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、電容、第一三極管、第二三極管、場效應(yīng)管、第一發(fā)光二極管和第二發(fā)光二極管，所述集成電路的型號為TC620，所述集成電路的電源端外接12V直流電壓電源，所述集成電路的電源端通過電容接地，所述集成電路的接地端接地，所述集成電路的高溫度設(shè)置端通過第二電阻外接12V直流電壓電源，所述集成電路的低溫度設(shè)置端通過第一電阻外接12V直流電壓電源，所述集成電路的低溫度限制端通過第三電阻與第一三極管的基極連接，所述第一三極管的發(fā)射極接地，所述第一三極管的集電極與第一發(fā)光二極管的陰極連接，所述第一發(fā)光二極管的陽極通過第四電阻外接12V直流電壓電源，所述集成電路的高溫度限制端通過第五電阻與第二三極管的基極連接，所述第二三極管的發(fā)射極接地，所述第二三極管的集電極與第二發(fā)光二極管的陰極連接，所述第二發(fā)光二極管的陽極通過第六電阻外接12V直流電壓電源，所述集成電路的控制端通過第七電阻與場效應(yīng)管的柵極連接，所述場效應(yīng)管的漏極接地。

作為優(yōu)選，為了控制打印噴頭的左右移動，方便實(shí)現(xiàn)單層打印，所述打印單元包括的第一驅(qū)動電機(jī)、水平設(shè)置的第一驅(qū)動軸、移動塊、緩沖塊和角度調(diào)節(jié)單元，所述第一驅(qū)動電機(jī)設(shè)置在第一驅(qū)動軸的一端，所述緩沖塊設(shè)置在第一驅(qū)動軸的另一端，所述第一驅(qū)動電機(jī)和緩沖塊分別固定在殼體內(nèi)的兩側(cè)，所述第一驅(qū)動電機(jī)與第一驅(qū)動軸傳動連接，所述第一驅(qū)動軸穿過移動塊，所述角度調(diào)節(jié)單元固定在移動塊的下方，所述第一驅(qū)動軸的外周設(shè)有外螺紋，所述移動塊內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，所述第一驅(qū)動軸的外螺紋與移動塊的內(nèi)螺紋相匹配。

作為優(yōu)選，為了實(shí)現(xiàn)打印噴頭的角度調(diào)節(jié)，從而完成單層打印，所述角度調(diào)節(jié)單元包括第二驅(qū)動電機(jī)、水平設(shè)置的第二驅(qū)動軸、加熱裝置和打印噴頭，所述第二驅(qū)動電機(jī)固定在移動塊的下方，所述第二驅(qū)動電機(jī)與第二驅(qū)動軸傳動連接，所述加熱裝置固定在第二驅(qū)動軸上，所述打印噴頭固定在加熱裝置的下方，所述加熱裝置與送絲管連接。

作為優(yōu)選，為了調(diào)節(jié)打印平臺的高度，從而完成逐層打印，所述支撐單元包括氣泵、導(dǎo)氣管、氣缸和豎向設(shè)置的活塞，所述氣泵固定在殼體內(nèi)的側(cè)邊，所述氣缸固定在殼體內(nèi)的底部，所述氣泵通過導(dǎo)氣管與氣缸連通，所述活塞的底端設(shè)置在氣缸內(nèi)，所述活塞的頂端固定在打印平臺上。

作為優(yōu)選，為了獲得打印平臺的高度信息進(jìn)而精確控制其高度，所述殼體內(nèi)的底端設(shè)有距離傳感器。

作為優(yōu)選，為了判斷殼體內(nèi)空氣是否已經(jīng)凈化完全，所述殼體內(nèi)頂端設(shè)有空氣質(zhì)量檢測儀。

作為優(yōu)選，為了提高打印產(chǎn)品的質(zhì)量，所述材料盤中的材料為陶瓷材料。

作為優(yōu)選，為了提高溫控電路對溫度的抗干擾能力，所述第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻和第七電阻的溫漂系數(shù)均為5％ppm。

本發(fā)明的有益效果是，該基于物聯(lián)網(wǎng)的安全智能型3D打印機(jī)通過鼓風(fēng)機(jī)往殼體內(nèi)部排入空氣，使打印產(chǎn)生的有害氣體經(jīng)過空氣凈化機(jī)構(gòu)中的7層凈氣疊加技術(shù)進(jìn)行徹底凈化，保證了使用者的安全健康，不僅如此，在溫控電路中，集成電路的型號為TC620，其具有兩點(diǎn)溫度設(shè)置和控制的特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了對兩路溫度的同時控制，大大降低了加熱裝置的生產(chǎn)成本，提高了3D打印機(jī)的市場競爭力。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的安全智能型3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的安全智能型3D打印機(jī)的空氣凈化機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的安全智能型3D打印機(jī)的打印機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的安全智能型3D打印機(jī)的打印單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的安全智能型3D打印機(jī)的溫度控制電路的電路原理圖；

圖中：1.殼體，2.觀察門，3.把手，4.指示燈，5.揚(yáng)聲器，6.輸氣管，7鼓風(fēng)機(jī)，8.排氣管，9.空氣凈化機(jī)構(gòu)，10.膠化棉粗過濾層，11.HEPA過濾層，12.納米銀過濾層，13.分子篩吸附層，14.等離子發(fā)生器層，15.光催化up-鈦過濾層，16.納米光觸媒濾層，17.氣泵，18.導(dǎo)氣管，19.氣缸，20.活塞，21.距離傳感器，22.打印平臺，23.打印單元，24.送絲管，25.空氣質(zhì)量檢測儀，26.材料盤，27.橫桿，28.第一驅(qū)動電機(jī)，29.第一驅(qū)動軸，30.移動塊，31.緩沖塊，32.第二驅(qū)動電機(jī)，33.第二驅(qū)動軸，34.加熱裝置，35.打印噴頭，36.開關(guān)，U1.集成電路，R1.第一電阻，R2.第二電阻，R3.第三電阻，R4.第四電阻，R5.第五電阻，R6.第六電阻，R7.第七電阻，C1.電容，N1.第一三極管，N2.第二三極管，Q1.場效應(yīng)管，LED1.第一發(fā)光二極管，LED2.第二發(fā)光二極管。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1-圖5所示，一種基于物聯(lián)網(wǎng)的安全智能型3D打印機(jī)，包括殼體1、設(shè)置在殼體1上方的排氣管8、設(shè)置在殼體1一側(cè)的輸氣管6和鼓風(fēng)機(jī)7，所述鼓風(fēng)機(jī)7通過輸氣管6與殼體1內(nèi)部連通，所述排氣管8內(nèi)設(shè)有空氣凈化機(jī)構(gòu)9，所述殼體1上設(shè)有觀察門2，所述觀察門2上設(shè)有把手3、開關(guān)36、指示燈4和揚(yáng)聲器5；

所述空氣凈化機(jī)構(gòu)9包括依次設(shè)置的膠化棉粗過濾層10、HEPA過濾層11、納米銀過濾層12、分子篩吸附層13、等離子發(fā)生器層14、光催化up-鈦過濾層15和納米光觸媒濾層16；

所述殼體1內(nèi)設(shè)有打印機(jī)構(gòu)，所述打印機(jī)構(gòu)包括打印平臺22、打印單元23、送絲管24、材料盤26、水平設(shè)置的橫桿27和若干支撐單元，所述支撐單元固定在殼體1內(nèi)的底部，所述打印平臺22固定在支撐單元的上方，所述橫桿27的兩端分別固定在殼體1內(nèi)的兩側(cè)且位于橫桿27的上方，所述材料盤26設(shè)置在橫桿27上，所述材料盤26通過送絲管24與打印單元23連接，所述打印單元23設(shè)置在打印平臺22和橫桿27之間；

所述加熱裝置34內(nèi)設(shè)有溫控模塊和無線通訊模塊，所述無線通訊模塊包括藍(lán)牙，所述溫控模塊內(nèi)設(shè)有溫控電路，所述溫控電路包括集成電路U1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、電容C1、第一三極管N1、第二三極管N2、場效應(yīng)管Q1、第一發(fā)光二極管LED1和第二發(fā)光二極管LED2，所述集成電路U1的型號為TC620，所述集成電路U1的電源端外接12V直流電壓電源，所述集成電路U1的電源端通過電容C1接地，所述集成電路U1的接地端接地，所述集成電路U1的高溫度設(shè)置端通過第二電阻R2外接12V直流電壓電源，所述集成電路U1的低溫度設(shè)置端通過第一電阻R1外接12V直流電壓電源，所述集成電路U1的低溫度限制端通過第三電阻R3與第一三極管N1的基極連接，所述第一三極管N1的發(fā)射極接地，所述第一三極管N1的集電極與第一發(fā)光二極管LED1的陰極連接，所述第一發(fā)光二極管LED1的陽極通過第四電阻R4外接12V直流電壓電源，所述集成電路U1的高溫度限制端通過第五電阻R5與第二三極管N2的基極連接，所述第二三極管N2的發(fā)射極接地，所述第二三極管N2的集電極與第二發(fā)光二極管LED2的陰極連接，所述第二發(fā)光二極管LED2的陽極通過第六電阻R6外接12V直流電壓電源，所述集成電路U1的控制端通過第七電阻R7與場效應(yīng)管Q1的柵極連接，所述場效應(yīng)管Q1的漏極接地。

作為優(yōu)選，為了控制打印噴頭35的左右移動，方便實(shí)現(xiàn)單層打印，所述打印單元23包括的第一驅(qū)動電機(jī)28、水平設(shè)置的第一驅(qū)動軸29、移動塊30、緩沖塊31和角度調(diào)節(jié)單元，所述第一驅(qū)動電機(jī)28設(shè)置在第一驅(qū)動軸29的一端，所述緩沖塊31設(shè)置在第一驅(qū)動軸29的另一端，所述第一驅(qū)動電機(jī)28和緩沖塊31分別固定在殼體1內(nèi)的兩側(cè)，所述第一驅(qū)動電機(jī)28與第一驅(qū)動軸29傳動連接，所述第一驅(qū)動軸29穿過移動塊30，所述角度調(diào)節(jié)單元固定在移動塊30的下方，所述第一驅(qū)動軸29的外周設(shè)有外螺紋，所述移動塊30內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，所述第一驅(qū)動軸29的外螺紋與移動塊30的內(nèi)螺紋相匹配。

作為優(yōu)選，為了實(shí)現(xiàn)打印噴頭35的角度調(diào)節(jié)，從而完成單層打印，所述角度調(diào)節(jié)單元包括第二驅(qū)動電機(jī)32、水平設(shè)置的第二驅(qū)動軸33、加熱裝置34和打印噴頭35，所述第二驅(qū)動電機(jī)32固定在移動塊30的下方，所述第二驅(qū)動電機(jī)32與第二驅(qū)動軸33傳動連接，所述加熱裝置34固定在第二驅(qū)動軸33上，所述打印噴頭33固定在加熱裝置34的下方，所述加熱裝置34與送絲管24連接。

作為優(yōu)選，為了調(diào)節(jié)打印平臺22的高度，從而完成逐層打印，所述支撐單元包括氣泵17、導(dǎo)氣管18、氣缸19和豎向設(shè)置的活塞20，所述氣泵17固定在殼體1內(nèi)的側(cè)邊，所述氣缸19固定在殼體1內(nèi)的底部，所述氣泵17通過導(dǎo)氣管18與氣缸19連通，所述活塞20的底端設(shè)置在氣缸19內(nèi)，所述活塞20的頂端固定在打印平臺22上。

作為優(yōu)選，為了獲得打印平臺22的高度信息進(jìn)而精確控制其高度，所述殼體1內(nèi)的底端設(shè)有距離傳感器21。

作為優(yōu)選，為了判斷殼體1內(nèi)空氣是否已經(jīng)凈化完全，所述殼體1內(nèi)頂端設(shè)有空氣質(zhì)量檢測儀25。

作為優(yōu)選，為了提高打印產(chǎn)品的質(zhì)量，所述材料盤26中的材料為陶瓷材料。

作為優(yōu)選，為了提高溫控電路對溫度的抗干擾能力，所述第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6和第七電阻R7的溫漂系數(shù)均為5％ppm。

該3D打印機(jī)運(yùn)行過程中，由加熱裝置34對送絲管24從材料盤26中抽取的材料進(jìn)行加熱，由打印噴頭35噴在打印平臺22上進(jìn)行打印工作，為了保證良好的打印效果，加熱裝置34需要對其內(nèi)部的材料進(jìn)行多路溫度控制，在其內(nèi)部的溫控電路中，集成電路U1的型號為TC620，其具有兩點(diǎn)溫度設(shè)置和控制的特點(diǎn)。它可以設(shè)置兩個溫度控制點(diǎn)，即高溫點(diǎn)和低溫點(diǎn)，同時具有與之對應(yīng)的兩個輸出端即上限和下限及單獨(dú)的一個控制輸出端。其中，第一電阻R1和第二電阻R2用來設(shè)置溫度控制點(diǎn)，保證溫度控制的可靠性。

打印完成后，為了防止打印產(chǎn)生的有害空氣吸入人體，此時由鼓風(fēng)機(jī)7工作，利用輸氣管6往殼體1的內(nèi)部輸入空氣，通過輸入空氣將產(chǎn)生的有害氣體往排氣管8排入，在排氣管8中，通過空氣凈化機(jī)構(gòu)9對產(chǎn)生的有害氣體進(jìn)行徹底的凈化。

在空氣凈化機(jī)構(gòu)9中，膠化棉粗過濾層10，主要隔離大型顆粒物，包括孢子、灰塵、花粉、毛發(fā)等，防止此類大型顆粒物進(jìn)入殼體1內(nèi)部機(jī)構(gòu)造成堵塞。

HEPA過濾層11，其中為HEPA過濾網(wǎng)，主要負(fù)責(zé)隔離空氣中的細(xì)微顆粒物，主要包括PM2.5，該過濾網(wǎng)同時最低還可以過濾直徑0.3微米的顆粒物，濾凈率高達(dá)99.9％。

納米銀過濾層12，其中采用廣泛抗菌、強(qiáng)效殺菌的納米銀過濾網(wǎng)，可在數(shù)分鐘內(nèi)殺死細(xì)菌、真菌、霉菌、孢子等650多種細(xì)菌微生物。

分子篩吸附層13，其中設(shè)有分子篩吸附網(wǎng)，具有很強(qiáng)的吸附能力，能有效地把直徑小于其孔徑的氣體分子及水分吸時孔內(nèi)，而把大于孔徑的分子檔在孔外，從而延長活性碳使用壽命，為用戶節(jié)省成本。

等離子發(fā)生器層14，其中設(shè)有等離子發(fā)生器，通過同時產(chǎn)生的正離子與負(fù)離子在空氣中進(jìn)行正負(fù)電荷中和釋放巨大的能量，改變其周圍細(xì)菌結(jié)構(gòu)的改變并進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，從而致使細(xì)菌死亡，進(jìn)一步加強(qiáng)殺菌的作用，加強(qiáng)了空氣凈化效果。

光催化up-鈦過濾層15，其中設(shè)有光催化up-鈦過濾網(wǎng)，能夠有效地抑制空氣中SARS病毒，阻止了病毒的傳播，保證了生成水質(zhì)的安全和健康。

納米光觸媒濾層16，其中設(shè)有納米光觸媒濾網(wǎng)，納米光觸媒濾網(wǎng)是將納米級的粉體與多種納米級的對光敏感的半導(dǎo)體媒質(zhì)做晶格摻雜，確保透氣和接觸充分，再與載體混煉加工而成，能有效的除去空氣中的一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠?、醛類、苯類等有害氣體和異味，將它們分解成無害的CO2和H2O，不僅如此，納米光觸媒濾層91還具有殺菌功能，可進(jìn)一步加強(qiáng)空氣凈化的作用。

此處采用7層凈氣疊加技術(shù)處理，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對空氣的高效、高質(zhì)凈化，還能保證消除空氣中的有害物質(zhì)，提供健康環(huán)保的空氣。在空氣凈化的同時，由殼體1內(nèi)頂部的空氣質(zhì)量檢測儀25檢測空氣凈化質(zhì)量，當(dāng)檢測效果達(dá)標(biāo)時，表示殼體1內(nèi)的有害空氣已凈化完畢，此時通過指示燈4閃爍和揚(yáng)聲器5發(fā)出聲響提醒使用者注意，空氣已徹底凈化，可以打開觀察門2獲取打印物品。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該基于物聯(lián)網(wǎng)的安全智能型3D打印機(jī)通過鼓風(fēng)機(jī)7往殼體1內(nèi)部排入空氣，使打印產(chǎn)生的有害氣體經(jīng)過空氣凈化機(jī)構(gòu)9中的7層凈氣疊加技術(shù)進(jìn)行徹底凈化，保證了使用者的安全健康，不僅如此，在溫控電路中，集成電路U1的型號為TC620，其具有兩點(diǎn)溫度設(shè)置和控制的特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了對兩路溫度的同時控制，大大降低了加熱裝置的生產(chǎn)成本，提高了3D打印機(jī)的市場競爭力。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。