一种智能悬臂式3D打印机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种智能悬臂式3D打印机，包括打印装置、控制单元；所述控制单元包括控制器、红外摄像头、红外测距传感器、显示屏、通信模块、远程客户端；所述控制器电性连接打印机构、直线电机、旋转电机、红外摄像头、红外测距传感器、显示屏、通信模块；所述控制器通过通信模块与远程客户端连接；所述红外测距传感器设置在打印机构上，实现测量底座和打印机构之间的距离；所述显示屏设置在直线电机安装座上。本实用新型专利技术可以实现远程操作、监控3D打印的进程；可以实现智能打印。

An intelligent cantilever 3D printer

The utility model discloses an intelligent cantilever 3D printer comprises a printing apparatus and a control unit; the control unit comprises a controller, infrared camera, infrared sensors, display, communication module, remote client; the controller is electrically connected to the printer mechanism, linear motor, rotary motor, infrared camera, infrared sensors, display the communication module; the controller through the communication module is connected with the remote client; the infrared distance measuring sensor is arranged in the printer mechanism, realize the measurement of the base and the distance between the printing mechanism; the display screen is arranged on the linear motor mounting seat. The utility model can realize the process of remote operation and monitoring 3D printing, and can realize intelligent printing.

【技术实现步骤摘要】
一种智能悬臂式3D打印机
本技术属于3D打印机领域，具体涉及一种智能悬臂式3D打印机。
技术介绍
3D打印作为一种增量制造技术，凭借其零技能生产、低成本的复杂多样化制造、个性化定制等优势，已逐步应用于制造、医疗、航空、设计等多个领域。3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸方面的前沿技术知识，使大规格的个性化生产成为可能并且引领着全球制造业经济的重大变革，因此广泛受到人们的关注。打印机是3D打印的核心设备，其是以数字模型文件为基础运用耗材（耗材如：粉末状金属材料、塑料、陶瓷、砂之类的可粘合材料）通过逐层打印的方式构建物体，即在计算机的控制下根据工件的三维模型直接成形三维实体，无需传统的加工机床之类的装备及其工装模具、工装夹具等。面对各行各业对3D打印越来越多的需求，更多个性化需求日益突出，然而，市面上的3D打印机结构过于单一，大多为人工现场操作，耗时耗力，不符合现代人的需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种智能悬臂式3D打印机，主要包括打印装置和控制单元；本技术的结构可以扩大打印机的打印空间，可以实现打印机360°空间打印，实现无死角打印；同时可以实现远程打印操作。本技术主要通过以下技术方案实现：一种智能悬臂式3D打印机，包括打印装置和控制单元，所述打印装置包括底座、纵向设置在底座上的直线电机座、设置在直线电机座上的直线电机、与直线电机固定连接的打印臂；所述打印臂包括悬臂和打印机构，所述悬臂的固定端与直线电机固定连接且设置有旋转电机，所述悬臂的自由端与打印机构滑动连接；所述控制单元包括控制器、红外摄像头、红外测距传感器、显示屏、通信模块、远程客户端；所述控制器电性连接打印机构、直线电机、旋转电机、红外摄像头、红外测距传感器、显示屏、通信模块；所述控制器通过通信模块与远程客户端连接；所述红外测距传感器设置在打印机构上，实现测量底座和打印机构之间的距离；所述显示屏设置在直线电机安装座上；所述控制器为单片机。所述红外测距传感器包括一对红外信号发射与接收二极管，利用的红外测距传感器LEM301发射出一束红外光，在照射到物体后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收信号，然后利用CCD图像处理接收发射与接收的时间差的数据；经信号处理器处理后计算出物体的距离。所述红外测距传感器的型号有夏普GP2YOA41SKOF。所述控制器为单片机，所述单片机的型号为AT89S51单片机、ATmega16单片机中的任意一种。所述AT89S51单片机是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元。所述ATmega16单片机是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。所述直线电机打动打印臂在直线电机座上下运动，所述旋转电机带动悬臂左右运动，所述打印机构包括水平移动电机，可以驱动打印机构在悬臂的自由端水平移动。本技术的电源通过工作电路提供；本技术的电源也可以通过移动电源提供，所述移动电源包括可重复充放电的蓄电池模块和电源管理器；所述蓄电池模块通过电源管理器向控制器稳定供电。所述显示屏可以显示打印的温度、图案、速度、大小等参数设置。所述红外测距传感器设置在打印机构中打印头的旁边，可以自动感应打印头与打印托盘之间的距离，从而调整打印距离；所述测距传感器将信号输入控制器中，则控制器根据设定程序启动直线电机和/或选择电机调节打印头的位置，然后精确打印。所述打印机构包括加热装置、打印头、打印电机、水平移动电机；所述打印电机输入打印物料到打印头进行打印；所述水平移动电机设置在悬臂上，所述水平移动电机驱动打印头在悬臂上水平移动；所述加热装置、水平移动电机、打印电机均与控制器电性连接。所述控制器可以通过内部设定程序设定加热装置的加热温度。为了更好的实现本技术，进一步的，所述控制单元还包括压力传感器，所述3D打印机的侧面设置有进料器，所述压力传感器设置在进料器中，所述压力传感器与控制器电性连接。所述压力传感器设置在物料储备装置的底部，所述物料储备装置为现有技术且不是本技术的改进点，故不再赘述。本技术在使用过程中，当物料放置在物料储备装置中，则触发压力传感器传输信号到控制器，所述控制器则可以启动3D打印机进行打印；当物料储备装置中没有物料，则控制器不启动3D打印机打印。为了更好的实现本技术，进一步的，所述通信模块包括与用户移动终端进行数据通讯的GPRS通信模块和/或Bluetooth模块和/或WIFI模块。所述控制器可以通过通信模块发送3D打印机的定位信息到远程客户端。为了更好的实现本技术，进一步的，所述控制单元还包括报警器，所述报警器与控制器电性连接，所述报警器为声光报警器，所述声光报警器包括柔性的、闪烁发光的LED灯带和扁平状的、内置音频芯片的播放器。本技术在使用过程中，当打印完成时，则控制器启动报警器和通信模块，提醒用户打印完成；当压力传感器检测到物料储备装置中没有物料时，则控制器启动报警器和通信模块报警，提醒用户打印有障碍。为了更好的实现本技术，进一步的，所述远程客户端包括监控中心和移动客户端；可以实现客户随时随地远程监控3D打印机，实现远程监控打印进程。本技术的有益效果：（1）所述控制器为单片机，所述AT89S51单片机低功耗；（2）所述控制器为单片机，所述ATmega16单片机的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾；（3）所述控制器通过通信模块与远程客户端连接，用户可以实现远程操作、监控3D打印的进程；（4）所述控制单元包括控制器、红外摄像头、红外测距传感器、显示屏、通信模块、远程客户端，所述红外摄像头与控制器电性连接；可以实现远程视频监控。附图说明图1为控制单元连接关系示意图；图2为控制器的电控连接示意图；图3为实施例2的控制单元连接关系示意图；图4为实施例3的控制单元连接关系示意图；图5为打印装置的结构示意图。图中：001-控制器、1-底座、2-直线电机座、3-悬臂、4-打印机构、5-旋转电机、6-直线电机、7-显示屏、8-红外测距传感器、9-红外摄像头。具体实施方式实施例1：一种智能悬臂式3D打印机，包括打印装置和控制单元；如图5所示，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能悬臂式3D打印机，其特征在于，包括打印装置和控制单元；所述打印装置包括底座（1）、纵向设置在底座（1）上的直线电机座（2）、设置在直线电机座（2）上的直线电机（6）、与直线电机（6）固定连接的打印臂；所述打印臂包括悬臂（3）和打印机构（4），所述悬臂（3）的固定端与直线电机（6）固定连接且设置有旋转电机（5），所述悬臂（3）的自由端与打印机构（4）滑动连接；所述控制单元包括控制器（001）、红外摄像头（9）、红外测距传感器（8）、显示屏（7）、通信模块、远程客户端；所述控制器（001）电性连接打印机构（4）、直线电机（6）、旋转电机（5）、红外摄像头（9）、红外测距传感器（8）、显示屏（7）、通信模块；所述控制器（001）通过通信模块与远程客户端连接；所述红外测距传感器（8）设置在打印机构（4）上，实现测量底座（1）和打印机构（4）之间的距离；所述显示屏（7）设置在直线电机座（2）的顶部；所述控制器（001）为单片机。

【技术特征摘要】
1.一种智能悬臂式3D打印机，其特征在于，包括打印装置和控制单元；所述打印装置包括底座（1）、纵向设置在底座（1）上的直线电机座（2）、设置在直线电机座（2）上的直线电机（6）、与直线电机（6）固定连接的打印臂；所述打印臂包括悬臂（3）和打印机构（4），所述悬臂（3）的固定端与直线电机（6）固定连接且设置有旋转电机（5），所述悬臂（3）的自由端与打印机构（4）滑动连接；所述控制单元包括控制器（001）、红外摄像头（9）、红外测距传感器（8）、显示屏（7）、通信模块、远程客户端；所述控制器（001）电性连接打印机构（4）、直线电机（6）、旋转电机（5）、红外摄像头（9）、红外测距传感器（8）、显示屏（7）、通信模块；所述控制器（001）通过通信模块与远程客户端连接；所述红外测距传感器（8）设置在打印机构（4）上，实现测量底座（1）和打印机构（4）之间的距离；所述显示屏（7）设置在直线电机座（2）的顶部；所述控制器（001）为单片机。2.根据权利要求1所述的一种智能悬臂式3D打印机，其特征在于，所述控制单元还包括压力传感器，所述3D打印机的侧面设置有进料器，所述压力传感器设置在进料器中，所述压力传感器与控...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文宇，
申请(专利权)人：四川建筑职业技术学院，
类型：新型
国别省市：四川,51