一种平面机械臂式3D打印机制造技术

一种平面机械臂式3D打印机，涉及一种打印机，包括箱体、升降装置、机械臂旋转装置、喷印装置、送料装置、工作台、送料管，所述箱体开有竖向槽，所述升降装置一部分设置在箱体内，另一部分穿过竖向槽设置在箱体外，所述机械臂及其平面旋转装置包括大臂、大臂旋转装置、小臂和小臂旋转装置，所述大臂的一端通过大臂旋转装置与升降装置连接，另一端通过小臂旋转装置与小臂连接，所述喷印装置安装在小臂上，并通过送料管与送料装置连接，所述工作台设置在喷印装置的下方，本实用新型专利技术可实现3个自由度的3D打印，并且结构简单、体积小、外形美观酷炫、造价与维护成本低，易于推广使用。

A plane manipulator type 3D printer

A planar mechanical arm type 3D printer, relates to a printer, which comprises a box body, a lifting device, mechanical arm rotating device, printing device, feeding device, working table, feeding pipe, wherein the box body is provided with a vertical groove, the lifting device part is arranged in the box body, the other part through vertical groove is arranged in the box body, the mechanical arm and the plane rotary device comprises a large arm, a large arm rotating device, small arm and small arm rotating device, wherein one end of the arm are connected by a large arm rotating device and the lifting device, the other end is connected with the small arm through the small arm rotating device, a printing device installed on the small arm, and the feeding pipe is connected with the feeding device, wherein the worktable is arranged under the printing device, the utility model can realize 3 degrees of freedom 3D printing, and has the advantages of simple structure, small size, beautiful appearance. Dazzle, cost and maintenance cost are low, and easy to popularize and use.

【技术实现步骤摘要】
一种平面机械臂式3D打印机
本技术涉及一种3D打印机，特别是一种平面机械臂式3D打印机。
技术介绍
随着科技的发展，快速成型技术已经广泛应用于机械制造领域，近年来3D打印在全球范围内的热度不断上升，在各个领域几乎都可以看到它的身影，大到航空航天、武器、汽车、医疗、小到时装、食品等，都可以应用到3D打印技术，3D打印技术将成为未来制造业的发展趋势。目前市面上的3D打印机大多数使用熔融沉积成型原理来进行打印，熔融沉积成型也叫做熔丝制造，原理是通过喷头将丝状的热塑性材料加热熔化，然后喷头一边沿水平方向移动，一边将熔融材料以一定的压力剂压出来，挤出的材料会与前一个层面熔结在一起，当将一个层面沉积完成后，便将工作台垂直下降一个层的厚度继续熔融沉积，直到完成整个物体的实体造型，常见的结构有悬臂式、龙门式、箱体式和并联臂式，上述的几种结构所使用的零部件较多，结构相对复杂，而且体积非常笨重，外形不美观也不时尚。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供一种可实现3个自由度的3D打印、结构简单、体积轻巧、外形美观酷炫的一种平面机械臂式3D打印机。解决上述技术问题的技术方案是：一种平面机械臂式3D打印机，包括升降装置、喷印装置，所述平面机械臂式3D打印机还包括机械臂及其平面旋转装置、送料装置、工作台和送料管，所述机械臂及其平面旋转装置包括大臂、大臂旋转装置、小臂和小臂旋转装置，所述大臂的一端通过大臂旋转装置与升降装置连接，另一端通过小臂旋转装置与小臂连接，所述喷印装置安装在小臂上，并通过送料管与送料装置连接，所述工作台设置在喷印装置的下方。本技术的进一步技术方案是：所述的平面机械臂式3D打印机还包括箱体，所述箱体包括箱盖、端盖和底座，箱体上还开有竖向槽，所述端盖设置在靠近底座的箱体上。本技术的再进一步技术方案是：所述升降装置包括滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母、丝杠齿轮、光杆、升降台、升降电机、升降电机齿轮、丝杆轴承，所述滚珠丝杠的一端通过丝杆轴承与箱盖连接，另一端穿过端盖后与丝杠齿轮固定连接，所述滚珠丝杠螺母套接在滚珠丝杠上，并与滚珠丝杠组成滚珠丝杠螺母副，所述升降台的一部分固定安装在滚珠丝杠螺母上，另一部分穿过竖向槽设置在箱体外，所述升降电机安装在底座上，升降电机齿轮安装在升降电机的输出轴上，所述升降电机齿轮与丝杠齿轮相互啮合，所述光杆设置在滚珠丝杠的一侧，光杆的一端安装在箱盖上，另一端穿过升降台后安装在端盖上。本技术的再进一步技术方案是：所述大臂旋转装置包括大臂电机、大臂轴、大臂同步带、大臂轴齿轮、大臂电机齿轮，所述大臂通过大臂轴与设置在箱体外的升降台转动连接，大臂轴齿轮安装在大臂轴上，所述大臂电机安装在升降台上，大臂电机齿轮安装在大臂电机的输出轴上，所述大臂电机齿轮通过大臂同步带与大臂轴齿轮连接；所述小臂旋转装置包括小臂电机、小臂轴、小臂同步带、小臂轴齿轮、小臂电机齿轮，所述小臂通过小臂轴与大臂转动连接，小臂轴齿轮安装在小臂轴上，所述小臂电机安装在大臂上，小臂电机齿轮安装在小臂电机的输出轴上，所述小臂电机齿轮通过小臂同步带与小臂轴齿轮连接。本技术的再进一步技术方案是：所述升降装置还包括升降限位器，所述大臂旋转装置还包括大臂旋转限位器，所述小臂旋转装置还包括小臂旋转限位器，所述升降限位器安装在端盖上，所述大臂旋转限位器安装在大臂电机与大臂轴之间的升降台上，所述小臂旋转限位器安装在小臂电机与小臂轴之间的大臂上。本技术的再进一步技术方案是：所述喷印装置包括接料管、散热器、加热器、喷头，所述散热器安装在远离小臂轴一端的小臂上，所述接料管依次穿过散热器和加热器后与喷头连接，所述接料管与送料管的输出端连接。本技术的再进一步技术方案是：所述送料装置包括送料电机、送料驱动轮、送料从动轮、送料固定座、送料接头、送料从动轮固定座、调节弹簧和调节螺栓，所述送料固定座安装在箱盖上，所述送料电机安装在送料固定座的一侧，所述送料接头与送料从动轮固定座安装在送料固定座的另一侧，送料接头与送料管的输入端连接，所述送料驱动轮安装在送料电机的输出轴上，所述送料从动轮安装在送料从动轮固定座上，送料从动轮与送料驱动轮相互啮合，所述调节弹簧位于送料从动轮一侧的送料从动轮固定座上，所述调节螺栓的末端依次穿过调节弹簧和送料从动轮固定座后，与送料固定座连接。本技术的再进一步技术方案是：所述工作台包括框架、热床、耐高温玻璃和弹性紧固件，所述热床和耐高温玻璃通过弹性紧固件依次安装在框架上。本技术的再进一步技术方案是：所述平面机械臂式3D打印机还包括风扇，所述风扇安装在靠近喷印装置一侧的小臂上。由于采用上述结构，本技术之一种平面机械臂式3D打印机与现有技术相比，具有以下有益效果：1.可实现3个自由度的3D打印由于本技术包括升降装置、机械臂及其平面旋转装置和喷印装置，所述机械臂及其平面旋转装置包括大臂、大臂旋转装置、小臂和小臂旋转装置，所述大臂的一端通过大臂旋转装置与升降装置连接，另一端通过小臂旋转装置与小臂连接，所述喷印装置安装在小臂上，通过升降装置控制大臂和小臂在Z轴的上下运动，进而实现控制喷印装置在Z轴的上下运动，通过大臂旋转装置控制大臂水平转动、小臂旋转装置控制小臂水平转动，大臂和小臂之间的相互配合，进而实现喷印装置在X和Y轴的水平运动，最终实现3个自由度的3D打印。2.结构简单由于本技术包括箱体、升降装置、机械臂旋转装置、喷印装置、送料装置、工作台和送料管，所述升降装置一部分设置在箱体内，另一部分穿过竖向槽设置在箱体外，所述机械臂及其平面旋转装置包括大臂、大臂旋转装置、小臂和小臂旋转装置，所述大臂的一端通过大臂旋转装置与升降装置连接，另一端通过小臂旋转装置与小臂连接，所述喷印装置安装在小臂上，本技术所使用的部件都是日常生活中常见的，各个部件之间的连接关系非常简单，整体结构简单，让人一目了然。3.体积小由于本技术包括箱体、升降装置、机械臂旋转装置、喷印装置、送料装置、工作台和送料管，所使用的部件非常的少，结构简单，没有过大的零部件，制造出来的平面机械臂式3D打印机体积相对其他的3D打印机体积要小。4.外形美观酷炫由于本技术的升降装置一部分设置在箱体内，另一部分穿过竖向槽设置在箱体外，所述机械臂及其平面旋转装置包括大臂、大臂旋转装置、小臂和小臂旋转装置，所述大臂的一端通过大臂旋转装置与升降装置连接，另一端通过小臂旋转装置与小臂连接，所述喷印装置安装在小臂上，所述送料装置安装在箱体上，且送料装置通过送料管与喷印装置连接，在外形上酷像机器人的手臂，现有的3D打印机当中几乎没有这种设计的，在使用的时候就是一台3D打印机，不用的时候就是一件工艺品，外形十分的美观酷炫。5.箱体和机械臂的强度高，重量轻一种平面机械臂式3D打印机的箱体和机械臂选用的材料为铝合金，铝合金的密度很低，但是强度很高，具有良好的成形加工性能、疲劳强度、抗蚀性，在日后使用时间较长时，也不用担心箱体和机械臂因变形造成加工精度降低。6.滚珠丝杠螺母副的传动效率和精度高、同步性能好、使用寿命长滚珠丝杠螺母副的摩擦因数一般为0.0025～0.0035，传动摩擦阻力大大减小且传动具有可逆性，既可以把回转运动转换成直线运动，也可以把直线运动转变为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面机械臂式3D打印机，包括升降装置（2）、喷印装置（4），其特征在于：所述平面机械臂式3D打印机还包括机械臂及其平面旋转装置（3）、送料装置（5）、工作台（6）和送料管（7），所述机械臂及其平面旋转装置（3）包括大臂（31）、大臂旋转装置（32）、小臂（33）和小臂旋转装置（34），所述大臂（31）的一端通过大臂旋转装置（32）与升降装置（2）连接，另一端通过小臂旋转装置（34）与小臂（33）连接，所述喷印装置（4）安装在小臂（33）上，并通过送料管（7）与送料装置（5）连接，所述工作台（6）设置在喷印装置（4）的下方。

【技术特征摘要】
1.一种平面机械臂式3D打印机，包括升降装置（2）、喷印装置（4），其特征在于：所述平面机械臂式3D打印机还包括机械臂及其平面旋转装置（3）、送料装置（5）、工作台（6）和送料管（7），所述机械臂及其平面旋转装置（3）包括大臂（31）、大臂旋转装置（32）、小臂（33）和小臂旋转装置（34），所述大臂（31）的一端通过大臂旋转装置（32）与升降装置（2）连接，另一端通过小臂旋转装置（34）与小臂（33）连接，所述喷印装置（4）安装在小臂（33）上，并通过送料管（7）与送料装置（5）连接，所述工作台（6）设置在喷印装置（4）的下方。2.根据权利要求1所述的一种平面机械臂式3D打印机，其特征在于：所述的平面机械臂式3D打印机还包括箱体（1），所述箱体（1）包括箱盖（11）、端盖（12）和底座（13），箱体（1）上还开有竖向槽（14），所述端盖（12）设置在靠近底座（13）的箱体上。3.根据权利要求2所述的一种平面机械臂式3D打印机，其特征在于：所述升降装置（2）包括滚珠丝杠（21）、滚珠丝杠螺母（22）、丝杠齿轮（23）、光杆（24）、升降台（25）、升降电机（26）、升降电机齿轮（27）、丝杆轴承（28），所述滚珠丝杠（21）的一端通过丝杆轴承（28）与箱盖（11）连接，另一端穿过端盖（12）后与丝杠齿轮（23）固定连接，所述滚珠丝杠螺母（22）套接在滚珠丝杠（21）上，并与滚珠丝杠（21）组成滚珠丝杠螺母副，所述升降台（25）的一部分固定安装在滚珠丝杠螺母（22）上，另一部分穿过竖向槽（14）设置在箱体（1）外，所述升降电机（26）安装在底座（13）上，升降电机齿轮（27）安装在升降电机（26）的输出轴上，所述升降电机齿轮（27）与丝杠齿轮（23）相互啮合，所述光杆（24）设置在滚珠丝杠（21）的一侧，光杆（24）的一端安装在箱盖（11）上，另一端穿过升降台（25）后安装在端盖（12）上。4.根据权利要求3所述的一种平面机械臂式3D打印机，其特征在于：所述大臂旋转装置（32）包括大臂电机（321）、大臂轴（322）、大臂同步带（323）、大臂轴齿轮（324）、大臂电机齿轮（325），所述大臂（31）通过大臂轴（322）与设置在箱体（1）外的升降台（25）转动连接，大臂轴齿轮（324）安装在大臂轴（322）上，所述大臂电机（321）安装在升降台（25）上，大臂电机齿轮（325）安装在大臂电机（321）的输出轴上，所述大臂电机齿轮（325）通过大臂同步带（323）与大臂轴齿轮（324）连接；所述小臂旋转装置（34）包括小臂电机（341）、小臂轴（342）、小臂同步带（343）、小臂轴齿轮（344）、小臂电机齿轮（345），所述小臂（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞新维，王志保，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：新型
国别省市：广西,45