本發(fā)明涉及一種皮帶自動(dòng)張緊裝置及其方法，尤其涉及一種3d打印機(jī)皮帶自動(dòng)張緊裝置及其方法，屬于3d打印設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

3d打印即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細(xì)胞組織等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實(shí)體產(chǎn)品。如今3d打印技術(shù)已經(jīng)在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)、航空航天、文化藝術(shù)、雕刻等領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。

采用熔融沉積成型(fdm)原理的3d打印機(jī)，是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時(shí)三維噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下，根據(jù)截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺(tái)上，快速冷卻后形成一層截面；一層成型完成后，機(jī)器工作臺(tái)下降一個(gè)高度(即分層厚度)再成型下一層，直至形成整個(gè)實(shí)體造型。

目前，3d打印機(jī)(例如桌面3d打印機(jī))結(jié)構(gòu)簡單，其傳動(dòng)裝置以同步帶傳動(dòng)為主，同步帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作時(shí)無滑動(dòng)、有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比、傳動(dòng)效率高、節(jié)能效果好、傳動(dòng)范圍大、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)；但同步帶使用過程中難免會(huì)出現(xiàn)皮帶松弛，引起同步帶出現(xiàn)跳齒、振動(dòng)等不良情況，從而造成3d打印機(jī)的打印質(zhì)量下降。

現(xiàn)有的皮帶張緊的方法包括將固定皮帶兩端的固定塊通過螺栓連接在一起，然而該種方法皮帶固定端的體積較大，并且其張緊行程較小，不適合運(yùn)用在結(jié)構(gòu)緊湊的小型3d打印機(jī)中；現(xiàn)有的皮帶張緊的方法還包括使用扭簧卡在皮帶上，或者設(shè)置兩個(gè)張緊臂，其中兩個(gè)張緊臂的一端通過軸套連接，將扭簧套接在軸套上，兩個(gè)張緊臂的另一端設(shè)置有用于安裝張緊板的固定軸，兩個(gè)張緊板分別設(shè)置在皮帶的寬度方向的兩邊，然而所述兩種方法如果選擇較長的扭簧/臂則會(huì)影響皮帶的運(yùn)動(dòng)，選擇較短的扭簧/臂則張緊能力有限，因此也不適合運(yùn)用在結(jié)構(gòu)緊湊的小型3d打印機(jī)中；現(xiàn)有的皮帶張緊的方法還包括使用張緊輪，然而這種方法中，通常設(shè)有獨(dú)立的支架/控制系統(tǒng)來支撐與張緊輪連接的彈性件，整個(gè)張緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間大，現(xiàn)有技術(shù)還包括將與張緊輪連接的彈性件連接于皮帶的某個(gè)帶輪上，然而此時(shí)如果選擇較長的彈性件會(huì)影響皮帶的運(yùn)動(dòng)，選擇較短的彈性件則張緊能力有限；因此，所述方法也不適合運(yùn)用在結(jié)構(gòu)緊湊的小型3d打印機(jī)中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)緊湊的皮帶張緊裝置及其方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)3d打印機(jī)中皮帶的自動(dòng)張緊，保證皮帶松弛有度，提高噴頭組件的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，從而提高3d打印機(jī)(例如桌面3d打印機(jī))的打印質(zhì)量。

按照本發(fā)明提供的一種皮帶自動(dòng)張緊裝置，其包括：底座1、連桿5、扭簧4、以及壓帶裝置；連桿5的一端部設(shè)置在底座1上,連桿5的另一端部上安裝壓帶裝置，其特征在于：扭簧4卡在連桿5的靠近所述底座1的所述端部內(nèi)的扭簧槽12中，連桿5能以扭簧4的轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，并且底座1固定在設(shè)置于皮帶6的寬度方向的一邊且隨皮帶移動(dòng)的移動(dòng)件13上，壓帶裝置抵靠皮帶6的寬度方向的另一邊。

本發(fā)明提供的所述皮帶自動(dòng)張緊裝置還采用如下附屬技術(shù)方案：

所述連桿5的上述所述端部放置在底座1的支座9之間，連桿5的所述端部處的孔11與扭簧4以及底座1的支座9中的孔同軸，扭簧轉(zhuǎn)軸2依次通過支座9中的孔、連桿5的所述端部處的孔11、扭簧4并用轉(zhuǎn)軸固定螺母3固定以防止扭簧轉(zhuǎn)軸2軸向竄動(dòng)。

所述扭簧轉(zhuǎn)軸2為階梯軸，在與固定螺母3裝配處有與螺母配合的螺紋。

所述壓帶裝置是同步帶輪7。

優(yōu)選地，所述同步帶輪(7)通過螺母(8)固定安裝在連桿(5)的所述另一端部，同步帶輪(7)與需要張緊的皮帶(6)的所述寬度方向的另一邊的內(nèi)側(cè)或外側(cè)齒合，同步帶輪(7)壓緊皮帶(6)，當(dāng)皮帶(6)出現(xiàn)松弛時(shí)，連桿(5)在扭簧(4)的作用力下旋轉(zhuǎn)，直至皮帶(6)的張緊力到達(dá)使連桿受力平衡的值，皮帶(6)張緊。

所述皮帶自動(dòng)張緊裝置是一種應(yīng)用于3d打印機(jī)的皮帶自動(dòng)張緊裝置，所述皮帶6是3d打印機(jī)的皮帶。

所述底座1運(yùn)用螺釘通過安裝孔10固定在隨皮帶移動(dòng)的所述移動(dòng)件13上。

所述皮帶6處于張緊狀態(tài)時(shí)，在垂直于皮帶方向使皮帶6變形的最小力為f，扭簧4中心至皮帶6的距離為d，則扭簧4最大工作扭矩為t＝f*d，根據(jù)圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧計(jì)算方法選取合適扭矩的扭簧4。

本發(fā)明還提供一種皮帶自動(dòng)張緊方法，應(yīng)用于前述的皮帶自動(dòng)張緊裝置，其特征在于：將皮帶自動(dòng)張緊裝置的底座1固定在設(shè)置于皮帶6的寬度方向的一邊且隨皮帶移動(dòng)的移動(dòng)件13上，將壓帶裝置抵靠皮帶6的寬度方向的另一邊的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，壓帶裝置壓緊皮帶6，當(dāng)皮帶6出現(xiàn)松弛時(shí)，連桿5在扭簧4的作用力下旋轉(zhuǎn)，直至皮帶6的張緊力到達(dá)使連桿受力平衡的值，皮帶6張緊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的皮帶自動(dòng)張緊裝置將底座安裝在隨皮帶移動(dòng)的移動(dòng)件上，能夠根據(jù)皮帶的兩邊距離選擇連桿的長度，整個(gè)皮帶自動(dòng)張緊裝置結(jié)構(gòu)緊湊，不會(huì)影響皮帶的運(yùn)動(dòng)，并且能夠保持皮帶張緊力恒定，避免了因皮帶松弛而引起的跳齒、振動(dòng)等，從而引起的模型打印失敗的情況，提高打印精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的皮帶自動(dòng)張緊裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的皮帶自動(dòng)張緊裝置的底座結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明的皮帶自動(dòng)張緊裝置的連桿結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本發(fā)明的皮帶自動(dòng)張緊裝置在3d打印機(jī)中的一具體應(yīng)用實(shí)例。

具體實(shí)施方式

如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明包括底座1、扭簧轉(zhuǎn)軸2、轉(zhuǎn)軸固定螺母3、扭簧4、連桿5、皮帶6、同步帶輪7、螺母8；其中同步帶輪7也稱惰輪。

底座1運(yùn)用螺釘通過安裝孔10固定在隨皮帶移動(dòng)的移動(dòng)件13上；連桿5一端放置在底座1的支座9之間，且連桿5中的孔11與底座1的支座9中的孔同軸，扭簧4卡在連桿5的扭簧槽12中且與孔11同軸；將扭簧轉(zhuǎn)軸2依次通過支座9中的孔、孔11、扭簧4，并用轉(zhuǎn)軸固定螺母3固定以防止扭簧轉(zhuǎn)軸2軸向竄動(dòng)，其中扭簧轉(zhuǎn)軸2為階梯軸，在與固定螺母3裝配處有與螺母配合的螺紋，連桿5能以扭簧轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)。同步帶輪7安裝在連桿5的另一端上并用螺母8固定，以防止同步帶輪7的軸向竄動(dòng)；同步帶輪7與需要張緊的皮帶嚙合，壓緊在皮帶上，當(dāng)皮帶出現(xiàn)松弛時(shí)，連桿5在扭簧的作用力下旋轉(zhuǎn)，從而壓緊皮帶。

根據(jù)圖4所示出的本發(fā)明的皮帶自動(dòng)張緊裝置在3d打印機(jī)中的一具體應(yīng)用實(shí)例，皮帶6由兩個(gè)同步帶輪14同步帶動(dòng)，所述皮帶自動(dòng)張緊裝置的底座1固定在位于皮帶的寬度方向的一邊且隨皮帶移動(dòng)的移動(dòng)件13上，通過使得扭簧4具有向外的預(yù)緊力，所述皮帶自動(dòng)張緊裝置的同步帶輪7與皮帶的寬度方向的另一邊的內(nèi)側(cè)嚙合，同步帶輪7壓緊皮帶，當(dāng)皮帶出現(xiàn)松弛時(shí)，連桿5在扭簧4的作用力下旋轉(zhuǎn)，從而壓緊皮帶。

在另一實(shí)施例中，扭簧4具有向內(nèi)的預(yù)緊力，所述皮帶自動(dòng)張緊裝置的同步帶輪7可與皮帶的寬度方向的另一邊的外側(cè)嚙合，同步帶輪7壓緊皮帶，當(dāng)皮帶出現(xiàn)松弛時(shí)，連桿5在扭簧4的作用力下旋轉(zhuǎn)，從而壓緊皮帶。

關(guān)于扭簧的選取，若皮帶處于張緊狀態(tài)時(shí)，在垂直于皮帶方向使皮帶變形的最小力為f，扭簧中心至皮帶的距離為d，則扭簧最大工作扭矩為t＝f*d，根據(jù)圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧計(jì)算方法即可選取合適扭矩的扭簧。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行變化，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。