全文摘要
本实用新型涉及一种方轴传动机构及3D打印机，包括：机架、步进电机、方轴、第一同步轮、第二同步轮、同步带、丝杆以及打印机头；丝杆和方轴均竖向转动装配于机架的两侧，步进电机设置有两个且位于机架底部布置，两个步进电机分别带动丝杆、方轴转动，第一同步轮套设于方轴上，第一同步轮沿方轴上下滑动且被方轴带动转动，第二同步轮螺纹装配于丝杆上以被丝杆带动转动；同步带套设于第一同步轮和第二同步轮之间，打印机头安装于同步带上，同步带被驱动转动的过程中带动打印机头来回运动。本实用新型通过增设方轴、同步带实现少X步进电机，具有结构简约稳定、抖动小、打印质量高的效果。
主设计要求
1.一种方轴传动机构，其特征在于，包括：机架(1)、步进电机(2)、方轴(3)、第一同步轮(4)、第二同步轮(5)、同步带(6)、丝杆(7)以及打印机头(8)；所述丝杆(7)和所述方轴(3)均竖向转动装配于所述机架(1)的两侧，所述步进电机(2)设置有两个且位于所述机架(1)底部布置，两个所述步进电机(2)分别带动所述丝杆(7)、所述方轴(3)转动，所述第一同步轮(4)套设于所述方轴(3)上，所述第一同步轮(4)沿所述方轴(3)上下滑动且被所述方轴(3)带动转动，所述第二同步轮(5)螺纹装配于所述丝杆(7)上以被丝杆(7)带动转动；所述同步带(6)套设于所述第一同步轮(4)和所述第二同步轮(5)之间，所述打印机头(8)安装于所述同步带(6)上，所述同步带(6)被驱动转动的过程中带动所述打印机头(8)来回运动。
设计方案
1.一种方轴传动机构，其特征在于，包括：机架(1)、步进电机(2)、方轴(3)、第一同步轮(4)、第二同步轮(5)、同步带(6)、丝杆(7)以及打印机头(8)；
所述丝杆(7)和所述方轴(3)均竖向转动装配于所述机架(1)的两侧，所述步进电机(2)设置有两个且位于所述机架(1)底部布置，两个所述步进电机(2)分别带动所述丝杆(7)、所述方轴(3)转动，所述第一同步轮(4)套设于所述方轴(3)上，所述第一同步轮(4)沿所述方轴(3)上下滑动且被所述方轴(3)带动转动，所述第二同步轮(5)螺纹装配于所述丝杆(7)上以被丝杆(7)带动转动；
所述同步带(6)套设于所述第一同步轮(4)和所述第二同步轮(5)之间，所述打印机头(8)安装于所述同步带(6)上，所述同步带(6)被驱动转动的过程中带动所述打印机头(8)来回运动。
2.根据权利要求1所述的方轴传动机构，其特征在于，一所述步进电机(2)和所述丝杆(7)之间通过第一联轴器(9)连接，另一所述步进电机(2)和所述方轴(3)之间通过第二联轴器(10)连接。
3.根据权利要求1所述的方轴传动机构，其特征在于，所述机架(1)的底部设置有供所述步进电机(2)安装的容纳槽(12)。
4.根据权利要求3所述的方轴传动机构，其特征在于，所述步进电机(2)通过若干螺钉(11)锁紧于所述机架(1)上。
5.根据权利要求1所述的方轴传动机构，其特征在于，所述机架(1)的顶部内侧设置有轴承座，所述丝杆(7)的顶部和所述方轴(3)的顶部和所述轴承座之间均设置有轴承。
6.一种3D打印机，其特征在于，包括：如权利要求1-5中任一项所述的方轴传动机构。
7.根据权利要求6所述的3D打印机，其特征在于，所述打印机头(8)的下方设置有打印平台(13)，所述机架(1)的底部上表面设置有若干导向柱(14)，所述打印平台(13)穿插于所述导向柱(14)上，所述打印平台(13)的下表面和机架(1)的底部上表面之间设置有弹簧(15)，所述弹簧(15)套设于所述导向柱(14)上。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及3D打印机传动结构设计技术领域，尤其是涉及一种方轴传动机构及3D打印机。
背景技术
3D打印机又称三维打印机(3DP)，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品且以逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。3D打印机堆叠薄层的形式有多种多样。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料，堆叠薄层的形式有多种多样，可用于打印的介质种类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。3D打印的基本原理是分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体，在进行3D打印时，首先由控制器通过设计、扫描等方式得到待打印物体的三维模型，再通过电脑辅助设计技术(例如CAD)沿某个方向完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，由控制器根据切片生成机器指令，3D打印机根据该机器指令打印出薄型层面，并将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维立体实物，完成3D打印。
如图1所示，目前市面的3D打印机，在Z轴方向是双步进电机驱动，一般称之为Z步进电机101，与其相对应是双丝杆或者光轴等其它传动结构，带动Z轴做上、下运动，Z轴运动方向上安装有支承X轴运动所有部件，如X步进电机102等，一般情况下需要用到3个步进电机，而且Z轴传动和X传动是两个独立的运动单元。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：X步进电机102是需要安装在X轴上，导至X轴的布置空间大，且X轴重量增加，重量大导致运动惯量大，整机在X轴与Y轴交叉运动时抖动过明显，从而导至3D打印机打印质量下降，明显的是表面光度粗糙，用户体验感差。
实用新型内容
本实用新型的目的一是提供一种方轴传动机构，具有结构简约稳定、抖动小、打印质量高的优点。
本实用新型的上述目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种方轴传动机构，包括：机架、步进电机、方轴、第一同步轮、第二同步轮、同步带、丝杆以及打印机头；
所述丝杆和所述方轴均竖向转动装配于所述机架的两侧，所述步进电机设置有两个且位于所述机架底部布置，两个所述步进电机分别带动所述丝杆、所述方轴转动，所述第一同步轮套设于所述方轴上，所述第一同步轮沿所述方轴上下滑动且被所述方轴带动转动，所述第二同步轮螺纹装配于所述丝杆上以被丝杆带动转动；
所述同步带套设于所述第一同步轮和所述第二同步轮之间，所述打印机头安装于所述同步带上，所述同步带被驱动转动的过程中带动所述打印机头来回运动。
通过采用上述技术方案，两个步进电机同步工作时，会同时带动方轴和丝杆转动，由于第二同步轮与丝杆螺纹装配，且第一同步轮与方轴滑动装配，从而第一同步轮、第二同步轮不仅会随之转动，而且第一同步轮、第二同步轮会随之升降，因此同步带就可以带动打印机头在X轴方向以及Y轴方向上运动，与常见的传动机构相比省去了X步进电机，成本更低，而且没有X轴与Y轴交叉运动时的明显抖动，结构简约稳定、抖动小、打印质量高。
本实用新型进一步设置为，一所述步进电机和所述丝杆之间通过第一联轴器连接，另一所述步进电机和所述方轴之间通过第二联轴器连接。
通过采用上述技术方案，第一联轴器方便步进电机的输出轴和丝杆之间连接，安装时无需保证电机的输出轴和丝杆绝对同心布置，第二联轴器方便步进电机的输出轴和方轴之间连接，安装时无需保证电机的输出轴和方轴绝对同心布置，安装更加简单，而且结构较为稳定。
本实用新型进一步设置为，所述机架的底部设置有供所述步进电机安装的容纳槽。
通过采用上述技术方案，容纳槽的设计可以使步进电机暗藏设置，而且对步进电机具有一定的保护作用。
本实用新型进一步设置为，所述步进电机通过若干螺钉锁紧于所述机架上。
通过采用上述技术方案，步进电机可以通过螺钉锁紧，这种安装结构更加牢固，而且易于安装拆卸，维护方便。
本实用新型进一步设置为，所述机架的顶部内侧设置有轴承座，所述丝杆的顶部和所述方轴的顶部和所述轴承座之间均设置有轴承。
通过采用上述技术方案，增设的轴承座可以实现丝杆、方轴的顶部转动装配于机架上，而且轴承具有较小的摩擦系数，进而丝杆、方轴转动更加省力、稳定。
本实用新型的目的二是提供一种3D打印机，具有结构简约稳定、抖动小、打印质量高的优点。
本实用新型的上述目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种3D打印机，包括：如上述的方轴传动机构。
通过采用上述技术方案，在上述方轴传动机构具有上述诸多优势的基础上，该3D打印机同样具有上述优势，即：结构简约稳定、抖动小、打印质量高。
本实用新型进一步设置为，所述打印机头的下方设置有打印平台，所述机架的底部上表面设置有若干导向柱，所述打印平台穿插于所述导向柱上，所述打印平台的下表面和机架的底部上表面之间设置有弹簧，所述弹簧套设于所述导向柱上。
通过采用上述技术方案，通过增设导向柱和弹簧，从而打印平台具有一定的缓冲效果，在打印时，避免了打印平台或打印件和打印机头刚性接触，对打印机头具有一定的保护作用。
综上所述，本实用新型的有益技术效果为：
其一，两个步进电机同步工作时，会同时带动方轴和丝杆转动，由于第二同步轮与丝杆螺纹装配，且第一同步轮与方轴滑动装配，从而第一同步轮、第二同步轮不仅会随之转动，而且第一同步轮、第二同步轮会随之升降，因此同步带就可以带动打印机头在X轴方向以及Y轴方向上运动，与常见的传动机构相比省去了X步进电机，成本更低，而且没有X轴与Y轴交叉运动时的明显抖动，结构简约稳定、抖动小、打印质量高；
其二，通过增设导向柱和弹簧，从而打印平台具有一定的缓冲效果，在打印时，避免了打印平台或打印件和打印机头刚性接触，对打印机头具有一定的保护作用。
附图说明
图1是背景技术中常用3D打印机的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的结构示意图。
附图标记：1、机架；12、容纳槽；2、步进电机；3、方轴；4、第一同步轮；5、第二同步轮；6、同步带；7、丝杆；8、打印机头；9、第一联轴器；10、第二联轴器；11、螺钉；13、打印平台；14、导向柱；15、弹簧；101、Z步进电机；102、X步进电机。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参照图2，为本实用新型公开的一种3D打印机，包括：方轴传动机构、打印平台13、导向柱14和弹簧15，方轴传动机构包括：机架1、步进电机2、方轴3、第一同步轮4、第二同步轮5、同步带6、丝杆7以及打印机头8。
打印平台13设于打印机头8的下方，导向柱14安装于机架1的底部上表面且导向柱14设有四根，打印平台13穿插于导向柱14上，弹簧15夹设于打印平台13的下表面和机架1的底部上表面之间，弹簧15套设于导向柱14上。通过增设导向柱14和弹簧15，从而打印平台13具有一定的缓冲效果，在打印时，避免了打印平台13或打印件和打印机头8刚性接触，对打印机头8具有一定的保护作用。
丝杆7和方轴3均竖向转动装配于机架1的两侧，步进电机2设置有两个且位于机架1底部布置，两个步进电机2分别带动丝杆7、方轴3转动，第一同步轮4套设于方轴3上，第一同步轮4沿方轴3上下滑动且被方轴3带动转动，第二同步轮5螺纹装配于丝杆7上以被丝杆7带动转动。同步带6套设于第一同步轮4和第二同步轮5之间，打印机头8安装于同步带6上，同步带6被驱动转动的过程中带动打印机头8来回运动。
一步进电机2和丝杆7之间通过第一联轴器9连接，另一步进电机2和方轴3之间通过第二联轴器10连接，第一联轴器9方便步进电机2的输出轴和丝杆7之间连接，安装时无需保证电机的输出轴和丝杆7绝对同心布置，第二联轴器10方便步进电机2的输出轴和方轴3之间连接，安装时无需保证电机的输出轴和方轴3绝对同心布置，安装更加简单，而且结构较为稳定。
机架1的底部设置有供步进电机2安装的容纳槽12，容纳槽12的设计可以使步进电机2暗藏设置，而且对步进电机2具有一定的保护作用。
步进电机2通过四颗螺钉11锁紧于机架1上，步进电机2可以通过螺钉11锁紧，这种安装结构更加牢固，而且易于安装拆卸，维护方便。
机架1的顶部内侧设置有轴承座，丝杆7的顶部和方轴3的顶部和轴承座之间均设置有轴承，增设的轴承座可以实现丝杆7、方轴3的顶部转动装配于机架1上，而且轴承具有较小的摩擦系数，进而丝杆7、方轴3转动更加省力、稳定。
本实施例的实施原理为：两个步进电机2同步工作时，会同时带动方轴3和丝杆7转动，由于第二同步轮5与丝杆7螺纹装配，且第一同步轮4与方轴3滑动装配，从而第一同步轮4、第二同步轮5不仅会随之转动，而且第一同步轮4、第二同步轮5会随之升降，因此同步带6就可以带动打印机头8在X轴方向以及Y轴方向上运动，与常见的传动机构相比省去了X步进电机2，成本更低，而且没有X轴与Y轴交叉运动时的明显抖动，结构简约稳定、抖动小、打印质量高。
本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920032433.3
申请日:2019-01-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209649483U
授权时间:20191119
主分类号:B29C 64/236
专利分类号:B29C64/236;B33Y30/00
范畴分类:17J;
申请人:深圳市爱能特科技有限公司
第一申请人:深圳市爱能特科技有限公司
申请人地址:518000 广东省深圳市龙华区龙华街道清湖路北侧祥利路1号祥利工业园第四厂房1-2楼及3楼B区
发明人:李杰
第一发明人:李杰
当前权利人:深圳市爱能特科技有限公司
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类型名称:外观设计