本發(fā)明涉及快速成形技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種食物3d打印機(jī)。

背景技術(shù)：

3d打印機(jī)又稱三維打印機(jī)，是快速成形技術(shù)中的一種設(shè)備，3d打印機(jī)以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過使用可粘合材料進(jìn)行逐層的平面打印，打印出的可粘合材料逐層堆積，最終形成三維的物體。3d打印機(jī)的應(yīng)用很廣，例如建筑、汽車、航空航天、醫(yī)療等。目前甚至出現(xiàn)了可以打印出食物的食物3d打印機(jī)。

食物3d打印機(jī)主要包括托盤、打印頭和用于控制托盤或是打印頭向不同方向移動的傳動機(jī)構(gòu)，打印頭的主要作用是提供可粘合材料。

現(xiàn)有的食物3d打印機(jī)的打印頭結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，導(dǎo)致食物3d打印機(jī)的設(shè)計(jì)和制作成本比較高，且只能打印同一種食材的食物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有食物3d打印機(jī)的打印頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種食物3d打印機(jī)。所述技術(shù)方案如下：

一種食物3d打印機(jī)，所述食物3d打印機(jī)包括機(jī)架、托盤、打印頭、活動支架、用于控制所述托盤在第一方向上移動的x向傳動機(jī)構(gòu)、用于控制所述打印頭在第二方向上移動的y向傳動機(jī)構(gòu)、用于控制所述活動支架在第三方向上移動的z向傳動機(jī)構(gòu)，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向兩兩垂直，所述活動支架、所述x向傳動機(jī)構(gòu)和所述z向傳動機(jī)構(gòu)均設(shè)置在所述機(jī)架上，所述y向傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述活動支架上，所述托盤活動設(shè)置在所述機(jī)架上，且所述托盤的盤面垂直于所述第三方向，所述打印頭設(shè)置在所述活動支架上，且所述打印頭位于所述托盤的上方，所述打印頭包括殼體、儲料管和擠料機(jī)構(gòu)，所述儲料管有兩個，兩個所述儲料管并排插裝在所述殼體中，且所述儲料管的軸線沿所述第三方向，每個所述儲料管的一端均設(shè)置有出料口，所述出料口露于所述殼體外，所述儲料管的另一端設(shè)有可拆卸的端蓋，所述擠料機(jī)構(gòu)包括氣泵、三通導(dǎo)氣管和兩個電磁閥，所述三通導(dǎo)氣管具有一個進(jìn)氣端和兩個出氣端，所述三通導(dǎo)氣管的進(jìn)氣端與所述氣泵連通，所述三通導(dǎo)氣管的出氣端與所述儲料管連通，且所述三通導(dǎo)氣管的出氣端與所述儲料管一一對應(yīng)設(shè)置，所述三通導(dǎo)氣管的一個出氣端設(shè)置有一個所述電磁閥，所述三通導(dǎo)氣管的另一個出氣端設(shè)置有另一個所述電磁閥，所述兩個電磁閥的控制端與所述控制器電連接。

優(yōu)選地，所述三通導(dǎo)氣管的出氣端插裝在所述端蓋上。

進(jìn)一步地，所述殼體的靠近所述托盤的一端設(shè)置有插裝孔，所述儲料管安裝在所述插裝孔中，所述殼體內(nèi)設(shè)置有用于安裝所述儲料管的安裝結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述安裝結(jié)構(gòu)包括安裝板，所述安裝板連接在所述殼體的內(nèi)壁上，且所述安裝板的板面垂直于所述儲料管的軸線，所述儲料管的外壁上設(shè)置有支撐板，所述支撐板的板面與所述儲料管的軸線垂直，所述支撐板支撐在所述安裝板上。

優(yōu)選地，所述安裝板呈環(huán)形，所述儲料管插設(shè)在所述安裝板中，所述安裝板的內(nèi)邊緣與所述儲料管的外壁貼合，所述安裝板的外邊緣與所述殼體的內(nèi)壁貼合。

可選地，所述儲料管呈錐形，所述出料口位于所述儲料管的較小的一端。

優(yōu)選地，所述儲料管的橫截面的最小直徑與所述出料口的直徑相同。

進(jìn)一步地，所述氣泵與所述三通導(dǎo)氣管的進(jìn)氣端通過軟管連接。

可選地，所述x向傳動機(jī)構(gòu)包括x絲杠、x螺母和x電機(jī)，所述x絲杠的軸線沿所述第一方向設(shè)置，所述x螺母設(shè)置在所述x絲杠上，所述托盤與所述x螺母連接；所述y向傳動機(jī)構(gòu)包括y絲杠、y螺母和y電機(jī)，所述y絲杠的軸線沿所述第二方向設(shè)置，所述y螺母設(shè)置在所述y絲杠上，所述打印頭與所述y螺母連接；所述z向傳動機(jī)構(gòu)包括z絲杠、z螺母和z電機(jī)，所述z絲杠的軸線沿所述第三方向設(shè)置，所述z螺母設(shè)置在所述z絲杠上，所述活動支架與所述z螺母連接。

可選地，所述托盤內(nèi)設(shè)置有加熱組件。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：通過在機(jī)架上設(shè)置活動支架、所述x向傳動機(jī)構(gòu)和所述z向傳動機(jī)構(gòu)，y向傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述活動支架，打印頭設(shè)置在活動支架上，從而可以通過x向傳動機(jī)構(gòu)控制托盤沿第一方向移動，可以通過y向傳動機(jī)構(gòu)控制打印頭沿第二方向移動，通過z向傳動機(jī)構(gòu)控制打印頭沿第三方向移動，從而改變打印頭與托盤的相對位置，在托盤上進(jìn)行打印。通過將兩個儲料管并排插裝在打印頭的殼體中，儲料管的一端設(shè)置有出料口，另一端設(shè)置有可拆卸的端蓋，通過打開端蓋可以向儲料管中添加食材，兩個儲料管可以用于添加不同種類的食材，通過設(shè)置擠料機(jī)構(gòu)，擠料機(jī)構(gòu)包括氣泵、三通導(dǎo)氣管、電磁閥和控制器，三通導(dǎo)氣管的進(jìn)氣端與氣泵連通，三通導(dǎo)氣管的兩個出氣端分別與兩個儲料管連通，兩個電磁閥分別用于控制三通導(dǎo)氣管的兩個出氣端的啟閉，當(dāng)電磁閥導(dǎo)通時(shí)，氣泵可以將氣體注入對應(yīng)的儲料管中，使該儲料管內(nèi)的食材被從出料口擠出，通過控制器控制兩個電磁閥交替通斷，從而可以控制兩個出料口交替擠出食材，可以打印出兩種食材混合的食物。打印頭內(nèi)結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，能夠降低食物3d打印機(jī)的設(shè)計(jì)和制作成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種食物3d打印機(jī)的主視圖；

圖2是圖1的側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種打印頭的截面圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種儲料管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種食物3d打印機(jī)的俯視圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種食物3d打印機(jī)的主視圖。圖2是圖1的側(cè)視圖。結(jié)合圖1和圖2，食物3d打印機(jī)包括機(jī)架10、托盤20、打印頭30、活動支架40、用于控制托盤20在第一方向上移動的x向傳動機(jī)構(gòu)、用于控制打印頭30在第二方向上移動的y向傳動機(jī)構(gòu)、用于控制活動支架40在第三方向上移動的z向傳動機(jī)構(gòu)，其中，第一方向、第二方向和第三方向兩兩垂直。

活動支架40、x向傳動機(jī)構(gòu)和z向傳動機(jī)構(gòu)均設(shè)置在機(jī)架10上，y向傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在活動支架40上，托盤20活動設(shè)置在機(jī)架10上，且托盤20的盤面垂直于第三方向，打印頭30設(shè)置在活動支架40上，且打印頭30位于托盤20的上方。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種打印頭的截面圖。如圖3所示，打印頭30包括殼體31、儲料管32和擠料機(jī)構(gòu)。儲料管32有兩個，兩個儲料管32并排插裝在殼體31中，且儲料管32的軸線沿第三方向，每個儲料管32的一端均設(shè)置有出料口321，出料口321露于殼體31外。每個儲料管32的另一端設(shè)有可拆卸的端蓋323。擠料機(jī)構(gòu)包括氣泵、三通導(dǎo)氣管341、兩個電磁閥342和用于控制電磁閥342通斷的控制器，三通導(dǎo)氣管341具有一個進(jìn)氣端和兩個出氣端，三通導(dǎo)氣管341的進(jìn)氣端與氣泵連通，三通導(dǎo)氣管341的出氣端與儲料管32連通，且三通導(dǎo)氣管341的出氣端與儲料管32一一對應(yīng)設(shè)置，三通導(dǎo)氣管341的一個出氣端設(shè)置有一個電磁閥342，三通導(dǎo)氣管341的另一個出氣端設(shè)置有另一個電磁閥342，兩個電磁閥342的控制端與控制器電連接。

本發(fā)明實(shí)施例通過在機(jī)架上設(shè)置活動支架、所述x向傳動機(jī)構(gòu)和所述z向傳動機(jī)構(gòu)，y向傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述活動支架，打印頭設(shè)置在活動支架上，從而可以通過x向傳動機(jī)構(gòu)控制托盤沿第一方向移動，可以通過y向傳動機(jī)構(gòu)控制打印頭沿第二方向移動，通過z向傳動機(jī)構(gòu)控制打印頭沿第三方向移動，從而改變打印頭與托盤的相對位置，在托盤上進(jìn)行打印。通過將兩個儲料管并排插裝在打印頭的殼體中，儲料管的一端設(shè)置有出料口，另一端設(shè)置有可拆卸的端蓋，通過打開端蓋可以向儲料管中添加食材，兩個儲料管可以用于添加不同種類的食材，通過設(shè)置擠料機(jī)構(gòu)，擠料機(jī)構(gòu)包括氣泵、三通導(dǎo)氣管、電磁閥和控制器，三通導(dǎo)氣管的進(jìn)氣端與氣泵連通，三通導(dǎo)氣管的兩個出氣端分別與兩個儲料管連通，兩個電磁閥分別用于控制三通導(dǎo)氣管的兩個出氣端的啟閉，當(dāng)電磁閥導(dǎo)通時(shí)，氣泵可以將氣體注入對應(yīng)的儲料管中，使該儲料管內(nèi)的食材被從出料口擠出，通過控制器控制兩個電磁閥交替通斷，從而可以控制兩個出料口交替擠出食材，可以打印出兩種食材混合的食物。打印頭內(nèi)結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，能夠降低食物3d打印機(jī)的設(shè)計(jì)和制作成本。

如圖3所示，三通導(dǎo)氣管341的出氣端插裝在端蓋323上。從而可以通過拆卸端蓋323將儲料管32打開，以進(jìn)行維修或是向儲料管32內(nèi)添加食材。所述氣泵與所述三通導(dǎo)氣管341的進(jìn)氣端可以通過軟管343連接。

實(shí)現(xiàn)時(shí)，端蓋323可以塞緊在儲料管32的管口，以實(shí)現(xiàn)密封。

進(jìn)一步地，殼體31還可以包括環(huán)形壓蓋312，環(huán)形壓蓋312連接在殼體31靠近端蓋323的一端，環(huán)形壓蓋312用于壓緊端蓋323，避免由于儲料管32內(nèi)壓強(qiáng)過大而導(dǎo)致端蓋323彈起。

可選地，兩個儲料管32可以為一體結(jié)構(gòu)，從而可以進(jìn)行儲料管32的整體拆裝。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種儲料管的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，儲料管32可以呈錐形，所述出料口321位于所述儲料管32的較小的一端，這樣可以使食材更容易被擠出。同樣的，兩個錐形的儲料管32也可以連接為一體結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，儲料管32的橫截面的最小直徑與所述出料口321的直徑相同。這樣可以避免有部分食材無法被從儲料管32中擠出。

實(shí)現(xiàn)時(shí)，殼體31的靠近托盤20的一端可以設(shè)置有插裝孔32a，儲料管32安裝在插裝孔32a中，殼體31內(nèi)設(shè)置有用于限制儲料管32的軸向位移的安裝結(jié)構(gòu)。

具體地，安裝結(jié)構(gòu)可以包括安裝板311，安裝板311連接在殼體31的內(nèi)壁上，且安裝板311的板面垂直于儲料管32的軸線，儲料管32的外壁上設(shè)置有支撐板322，支撐板322的板面與儲料管32的軸線垂直，支撐板322支撐在安裝板311上。由于安裝板311和支撐板322的板面都與儲料管32的軸線垂直，可以使儲料管32更平穩(wěn)的支撐在安裝板311上。

進(jìn)一步地，支撐板322與安裝板311之間可以通過螺栓連接，通過螺栓將支撐板322與安裝板311連接起來可以避免在打印過程中儲料管32發(fā)生移動，同時(shí)可以便于拆卸儲料管32，對儲料管32進(jìn)行清洗。

實(shí)現(xiàn)時(shí)，安裝板311可以呈環(huán)形，具體可以是圓環(huán)、橢圓環(huán)、矩形框等。

具體地，儲料管32插設(shè)在安裝板311中，安裝板311的內(nèi)邊緣與儲料管32的外壁貼合，安裝板311的外邊緣與殼體31的內(nèi)壁貼合。通過設(shè)置圍繞儲料管32的安裝板311可以使儲料管32的安裝更穩(wěn)定，減小儲料管32的震動。

參照圖1和圖2，機(jī)架10可以包括底座11、連接板12和連接底座11與連接板12的多根立柱13，多根立柱13平行間隔設(shè)置在底座11上，且立柱13垂直于底座11，連接板12與底座11平行且正對設(shè)置。立柱13、連接板12和底座11之間可以通過螺栓連接，以便于進(jìn)行拆裝。

如圖2所示，x向傳動機(jī)構(gòu)可以包括x絲杠51a、x螺母51b和x電機(jī)51c，x絲杠51a的軸線沿第一方向設(shè)置，x螺母51b設(shè)置在x絲杠51a上，托盤20與x螺母51b連接。從而可以通過x電機(jī)51c驅(qū)動x絲杠51a轉(zhuǎn)動，使托盤20隨著x螺母51b在第一方向上移動。

具體地，底座11上可以設(shè)置沿第一方向延伸的滑軌21，托盤20可沿滑軌21滑動的設(shè)置在滑軌21上，x絲杠51a可以設(shè)置在托盤20下方，x螺母51b可以固定連接在托盤20的底部。

優(yōu)選地，底座11上可以平行間隔設(shè)置兩條滑軌21，可以使得托盤20更加平穩(wěn)。

進(jìn)一步地，x絲杠51a設(shè)置在兩條滑軌21之間，有利于平穩(wěn)的驅(qū)動托盤。

如圖1所示，z向傳動機(jī)構(gòu)可以包括z絲杠53a、z螺母53b和z電機(jī)53c，z絲杠53a的軸線沿第三方向設(shè)置，z螺母53b設(shè)置在z絲杠53a上，活動支架40與z螺母53b連接。從而可以通過z電機(jī)53c驅(qū)動z絲杠53a轉(zhuǎn)動，使活動支架40隨著z螺母53b在第三方向上移動。

具體地，活動支架40可以包括第一套筒41、第二套筒42和支撐桿43，第一套筒41和第二套筒42相互間隔設(shè)置，且第一套筒41和第二套筒42的軸線相互平行，支撐桿43連接在第一套筒41和第二套筒42之間，且支撐桿43的軸線垂直于第一套筒41和第二套筒42的軸線。第一套筒41和第二套筒42分別活動套設(shè)在不同的立柱13上，z絲杠53a平行于立柱13設(shè)置在機(jī)架10上，z螺母53b固定連接在第一套筒41或第二套筒42上。

優(yōu)選地，z向傳動機(jī)構(gòu)可以包括兩個z絲杠53a、兩個z螺母53b和兩個z電機(jī)53c，兩個z絲杠53a一一對應(yīng)設(shè)置，兩個z電機(jī)53c分別用以驅(qū)動一個z絲杠53a轉(zhuǎn)動。兩個z螺母53b中的一個設(shè)置在第一套筒41上，兩個z螺母53b中的另一個設(shè)置在第二套筒42上，通過兩個z電機(jī)53c、兩個z絲杠53a和兩個z螺母53b共同驅(qū)動活動支架40可以使活動支架40的移動更加平穩(wěn)。

實(shí)現(xiàn)時(shí)，與第一套筒41和第二套筒42連接的立柱13為光桿件，以便于活動支架40的活動。

如圖1所示，y向傳動機(jī)構(gòu)可以包括y絲杠52a、y螺母52b和y電機(jī)52c，y絲杠52a的軸線沿第二方向設(shè)置，y螺母52b設(shè)置在y絲杠52a上，打印頭30與y螺母52b連接，從而可以通過y電機(jī)52c驅(qū)動y絲杠52a轉(zhuǎn)動，使打印頭30隨著y螺母52b在第二方向上移動。

優(yōu)選地，活動支架40可以包括兩根支撐桿43，兩根支撐桿43平衡間隔設(shè)置，y絲杠52a可以設(shè)置在兩根支撐桿43之間，可以使得打印頭30的移動更平穩(wěn)。

具體地，打印頭30還可以包括支撐套筒44，支撐套筒44連接在殼體31外，支撐套筒44滑動套設(shè)在支撐桿43上，y絲杠52a的兩端分別設(shè)置在第一套筒41和第二套筒42上，且y絲杠52a平行于支撐桿43，y螺母52b設(shè)置在y絲杠52a上且與支撐套筒44固定連接，y電機(jī)52c可以設(shè)置在第一套筒41或第二套筒42上。

通過絲杠和螺母控制托盤20、活動支架40和打印頭30的移動，有利于提供控制的精度。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種食物3d打印機(jī)的俯視圖，如圖5所示，托盤20內(nèi)還可以設(shè)置有加熱組件，通過設(shè)置加熱組件可以便于對打印到托盤20上的食物進(jìn)行烘烤。

具體地，加熱組件可以是電阻絲20a，電阻絲20a可以呈螺旋形盤繞在托盤20內(nèi)，以便于對托盤20進(jìn)行均勻的加熱。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。