一种温度恒温出蜡流畅的3D熔蜡笔的制作方法

本发明涉及绘画工具技术领域，具体涉及一种温度恒温出蜡流畅的3d熔蜡笔。

背景技术：

在蜡染工艺中，根据设计的需要，需要用蜡笔刀在胚料上绘制不同的图案，目前市场上蜡笔可以写写画画，但是画出的画会断笔，不流畅，颜色浅淡，这样整体就不美观。

技术实现要素：

鉴于以上技术问题，本发明的目的在于提供一种温度恒温出蜡流畅的3d熔蜡笔，解决现有技术中蜡笔在写画时可能会断笔以及写画时不流畅颜色浅淡的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种温度恒温出蜡流畅的3d熔蜡笔，包括笔壳、熔蜡流出装置、设于笔壳内的熔蜡装置和门盖，以及用于对3d熔蜡笔供电的电源，所述熔蜡装置包括发热装置和温控装置；

所述熔蜡流出装置包括胶珠和圆珠固定嘴，所述圆珠固定嘴内设有贯穿圆珠固定嘴的通孔，且通孔的一端设有出液口，所述胶珠贴在出液口的内侧，并通过圆珠压件与弹簧的一端连接，弹簧的另一端与圆珠固定嘴中远离出液口的另一端连接；

所述发热装置内设有可用于放置蜡笔的容纳空间，且发热装置的一端设有出蜡口，以蜡笔通过发热装置熔化后由出蜡口流出；所述温控装置与发热装置连接，以温控装置将发热装置熔化蜡笔的温度控制在设定温度；

所述发热装置的一端与熔蜡流出装置连接，且发热装置的出蜡口与圆珠固定嘴连通

所述笔壳的一端与熔蜡流出装置连接，所述笔壳的另一端与门盖固定连接。

所述发热装置包括铝合金发热筒，所述铝合金发热筒外表面绕有熔化蜡笔的发热丝，所述铝合金发热筒为空心结构，所述出蜡口设于铝合金发热筒的一端，所述出蜡口为双d型出蜡口。

所述胶珠的直径为4.8mm，所述出液口的直径为4.63mm，所述圆珠固定嘴内通孔的直径大于4.8mm。

所述笔壳包括中空的笔身和设于笔身内的铝合金内筒，所述铝合金内筒套设在铝合金发热筒上，且铝合金内筒套与铝合金发热筒螺纹连接。

所述发热装置熔化蜡笔的温度小于或等于75℃。

所述门盖包括门橡胶盖，所述门橡胶盖一端与门内盖连接，门橡胶盖另一端与门外盖连接，所述门盖通过门轴以及内件与笔壳(不)固定连接。

所述电源包括直流电源和用于与直流电源连接的电源转换插头，所述笔壳的另一端设有电源输入端，所述电源转换插头通过电源输入端与笔壳可拆卸连接，所述电源转换插头在与笔壳连接时可抵住门盖，且所述门盖与笔壳形成的张开角度在电源转换插头在与笔壳连接时小于或等于30°。

所述熔蜡装置包括温度保护控制装置、温度监控装置、温度恒温控制装置、发热装置和用于对熔蜡装置供电的电源vcc，所述发热装置包括发热丝及其外围电路，所述温度恒温控制装置与发热装置连接，以温度恒温控制装置控制发热装置的发热温度；所述温度监控装置与发热装置连接，以温度监控装置监测发热装置的发热温度；所述温度保护控制装置采集发热装置的发热温度，所述温度保护控制装置包括温控保险丝及其外围电路，所述温控保险丝采集发热装置的发热头的温度并在采集到的温度高于设定温度时熔断。

所述熔蜡装置包括电源vcc、温控保险丝、发热丝、场效应管q1、第一运放u1-d、第二运放u1-c、第一电阻r55、第二电阻r51、第三电阻r56、第四电阻r58、第五电阻r57、第六电阻r54、第七电阻r50、第一电容c1和第二电容c2，所述发热丝的一端与电源vcc连接，发热丝的另一端与场效应管q1的漏极连接，场效应管q1的源极接地，场效应管q1的栅极与第一运放u1-d的输出端连接，场效应管q1的栅极通过第一电阻r55与地连接，第一运放u1-d的同相输入端通过第二电阻r51与第一运放u1-d的输出端连接，第三电阻r56的一端接接电源vcc，第四电阻r58的一端接地，第三电阻r56的另一端和第四电阻r58的另一端均与第一运放u1-d的反向输入端连接，第一运放u1-d的同相输入端通过第五电阻r57接地，第一运放u1-d的同相输入端通过第六电阻r54与第二运放u1-c的输出端连接，第二运放u1-c的输出端与第二运放u1-c的反向输入端连接，第二运放u1-c的正电源端通过第二电容c2与地连接，第二运放u1-c的正电源端与电源vcc连接，第七电阻r50的一端与电源vcc连接，温度传感器的一端和第二运放u1-c的正向输入端均与第七电阻r50的另一端连接，温度传感器的另一端接地，所述电源vcc通过电源输入端与直流电源连接，所述温控保险丝的一端与电源vcc连接，所述温控保险丝的另一端与电源输入端连接，所述温控保险丝的一端还通过第一电容c1与地连接。

所述熔蜡装置还包括led状态显示装置，所述led状态显示装置包括led灯及其外围电路，所述led状态显示装置通过温度监控装置与发热装置连接，以led灯显示发热丝的工作状态；所述led灯及其外围电路包括第一led灯、第二led灯、第八电阻r60、第十电阻r59、第九电阻r62、第十一电阻r61、第十二电阻j2、第十三电阻j1和第三运放u1-b和第四运放u1-a，所述第一led灯通过第八电阻r60与第三运放u1-b的输出端连接，所述第二led灯通过第九电阻r62与第四运放u1-a的输出端连接,所述第三运放u1-b的反向输入端与第四运放u1-a的同相输入端连接，所述第三运放u1-b的反向输入端分别通过第十电阻r59和第十一电阻r61与电源vcc和地连接，所述第四运放u1-a的反向输入端、第十二电阻j2和第十三电阻j1串联后与温度传感器和第二运放u1-c的连接点连接，所述温控保险丝采集发热丝的温度并在采集到的温度高于设定温度时熔断；所述led灯及其外围电路包括第一led灯、第二led灯、第八电阻r60、第十电阻r59、第九电阻r62、第十一电阻r61、第十二电阻j2、第十三电阻j1和第三运放u1-b和第四运放u1-a，所述第一led灯通过第八电阻r60与第三运放u1-b的输出端连接，所述第二led灯通过第九电阻r62与第四运放u1-a的输出端连接,所述第三运放u1-b的反向输入端与第四运放u1-a的同相输入端连接，所述第三运放u1-b的反向输入端分别通过第十电阻r59和第十一电阻r61与电源vcc和地连接，所述第四运放u1-a的反向输入端、第十二电阻j2和第十三电阻j1串联后与温度传感器和第二运放u1-c的连接点连接。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的温度恒温出蜡流畅的3d熔蜡笔，通过将蜡笔加温成液态后流出来进行写画，能弥补普通蜡笔写画不流畅，写画出来的颜色浅淡的缺陷，可以达到出蜡流畅，浓淡控制自如，仿佛中国毛笔写画一般，还可以随心堆砌3d效果。进一步的，使用起来不会烫伤使用者，安全环保。

附图说明

图1为本发明的爆炸示意图；

图2为本发明的圆珠固定嘴的结构示意图；

图3为本发明的胶珠的结构示意图；

图4为本发明的发热装置的结构示意图；

图5为本发明在电源转换插头在与笔壳连接时的结构示意图；

图6为本发明的门橡胶盖的结构示意图；

图7为本发明熔蜡装置的结构示意图；

图8为本发明熔蜡装置的电路原理结构示意图；

其中，1、胶珠；2、弹簧；3、圆珠压件；4、圆珠固定嘴；5、笔嘴；6、铝合金发热筒；7、密封圈；8、蜡笔；9、温控装置；10、铝合金内筒；11、左笔身；12、右笔身；13、内件；14、门内盖；15、门橡胶盖；16、门外盖；17、门轴；18、笔壳；19、门盖；20、电源转换插头。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例：

实施例：

请参考图1-8所示，一种温度恒温出蜡流畅的3d熔蜡笔，如图1所示，包括笔壳18、熔蜡流出装置、设于笔壳18内的熔蜡装置和门盖19，以及用于对3d熔蜡笔供电的电源，所述熔蜡装置包括发热装置和温控装置9；

所述熔蜡流出装置包括胶珠1和圆珠固定嘴4，所述圆珠固定嘴4内设有贯穿圆珠固定嘴4的通孔，且通孔的一端设有出液口，所述胶珠1贴在出液口的内侧，并通过圆珠压件3与弹簧2的一端连接，弹簧2的另一端与圆珠固定嘴4中远离出液口的另一端连接；作为实施例，整个熔蜡流出装置可设置笔嘴5，通过笔嘴5与铝合金发热筒66连接。

所述发热装置内设有可用于放置蜡笔8的容纳空间，且发热装置的一端设有出蜡口，以蜡笔8通过发热装置熔化后由出蜡口流出；所述温控装置9与发热装置连接，以温控装置9将发热装置熔化蜡笔8的温度控制在设定温度；

所述发热装置的一端与熔蜡流出装置连接，且发热装置的出蜡口与圆珠固定嘴4连通，这样，在写画时通过胶珠1压下弹簧2时，被发热装置熔化的蜡笔8可以圆珠固定嘴4流出；在不进行写画时，胶珠1受弹簧2作用，圆珠固定嘴4的出液口被胶珠1封死，液体蜡流不出，以确保画纸的干净。

所述笔壳18的一端与熔蜡流出装置连接，所述笔壳18的另一端与门盖19固定连接。

具体的，请参考图4所示，所述发热装置包括铝合金发热筒6，所述铝合金发热筒6外表面绕有熔化蜡笔8的发热丝，所述铝合金发热筒6为空心结构，所述出蜡口设于铝合金发热筒6的一端，所述出蜡口为双d型出蜡口，双d型出蜡口是我们反复测试确认的最佳形状，即流动的顺畅，又不容易滴出。

优选的，请参考图2和图3所示，图2为圆珠固定嘴4的结构示意图，图3为胶珠1的结构示意图；所述胶珠1的直径为4.8±0.05mm，所述出液口的直径为4.63±0.05mm，所述圆珠固定嘴4内通孔的直径大于4.8mm，这样，胶珠1超过一半的部分可贴在出液口内侧，可实现在写画时通过胶珠1压下弹簧2此时圆珠固定嘴4里就有蜡流出，出蜡的粗细和蜡的浓淡就靠玩家控制压下胶珠1的力度和时间，从而做出优美发作品。而且，这个优选的胶珠1与圆珠固定嘴4的出液口及通孔的配合间隙是通过反复试验得出的，超出这个尺寸范围，液体蜡就容易流不出或漏蜡。

所述笔壳18包括中空的笔身和设于笔身内的铝合金内筒10，中空的笔身可由左笔身11和右笔身12组成，形成中空的结构；所述铝合金内筒10套设在铝合金发热筒6上，且铝合金内筒10套通过密封圈7与铝合金发热筒6螺纹连接。

目前市场还没发现将蜡笔8熔化成液态的做法，只有将胶条熔化成液态的方法，本发明是参考3d打印笔的概念，来设计温度恒温出蜡流畅的3d熔蜡笔的。所述温控装置9将发热装置熔化蜡笔8的温度控制在不超过75℃。通过温控装置9，本发明能将发热装置熔化蜡笔8的温度控制在不超过75℃，一般的3d打印机或笔最低温度多数在170℃左右，对于用家为小朋友来说是不安全的。而本发明发热装置熔化蜡笔8的温度控制在不超过75℃，即熔蜡温度不超过75度，液态蜡经双d出蜡口以及圆珠固定嘴4出液口后，温度不超过35℃，这样，温度恒温出蜡流畅的3d熔蜡笔的触手温度只有不到35℃，确保了本蜡笔8的安全性。

所述门盖19包括门橡胶盖15，所述门橡胶盖15一端与门内盖14连接，门橡胶盖15另一端与门外盖16连接，所述门盖19通过门轴17以及内件11与笔壳18固定连接，可参考图6所示，所述门橡胶盖15为硅胶片，且中间设有线性的开口，蜡笔8可以从门橡胶盖15的开口中插入到发热装置内，而且线性开口的硅胶片又可以确保放入的蜡笔8不会被倒出。

优选的，所述电源包括直流电源和用于与直流电源连接的电源转换插头20，所述笔壳18的另一端设有电源输入端，所述电源转换插头20通过电源输入端与笔壳18可拆卸连接，可参考图5所示，所述电源转换插头20在与笔壳18连接时可抵住门盖19，且所述门盖19与笔壳18形成的张开角度在电源转换插头20在与笔壳18连接时小于或等于30°。

在使用过程中，蜡笔8一般是直径为的圆柱体，松配插入铝合金发热筒6中被熔化，从双d出蜡口中流入到圆珠固定嘴4里，当写画时，通过胶珠1压下弹簧2此时圆珠固定嘴4里就有蜡流出。出蜡的粗细和蜡的浓淡就靠玩家控制压下胶珠1的力度和时间，从而可以做出优美发作品。

请参考图7所示，本发明的熔蜡装置包括温度保护控制装置、温度监控装置、温度恒温控制装置、发热装置、led状态显示装置和用于对熔蜡装置供电的电源vcc，所述发热装置包括发热丝及其外围电路，所述温度恒温控制装置与发热装置连接，以温度恒温控制装置控制发热装置的发热温度；所述温度监控装置与发热装置连接，以温度监控装置监测发热装置的发热温度；所述温度保护控制装置采集发热装置的发热温度，所述温度保护控制装置包括温控保险丝及其外围电路，所述温控保险丝在采集到的发热温度高于设定温度时熔断，所述led状态显示装置包括led灯及其外围电路，所述led状态显示装置通过温度监控装置与发热装置连接，以led灯显示发热丝的工作状态。

具体的电路请参考图8所示，本发明的熔蜡装置包括电源vcc、温控保险丝、发热丝、场效应管q1、第一运放u1-d、第二运放u1-c、第一电阻r55、第二电阻r51、第三电阻r56、第四电阻r58、第五电阻r57、第六电阻r54、第七电阻r50、第一电容c1和第二电容c2，所述发热丝的一端与电源vcc连接，发热丝的另一端与场效应管q1的漏极连接，场效应管q1的源极接地，场效应管q1的栅极与第一运放u1-d的输出端连接，场效应管q1的栅极通过第一电阻r55与地连接，第一运放u1-d的同相输入端通过第二电阻r51与第一运放u1-d的输出端连接，第三电阻r56的一端接接电源vcc，第四电阻r58的一端接地，第三电阻r56的另一端和第四电阻r58的另一端均与第一运放u1-d的反向输入端连接，第一运放u1-d的同相输入端通过第五电阻r57接地，第一运放u1-d的同相输入端通过第六电阻r54与第二运放u1-c的输出端连接，第二运放u1-c的输出端与第二运放u1-c的反向输入端连接，第二运放u1-c的正电源端通过第二电容c2与地连接，第二运放u1-c的正电源端与电源vcc连接，第七电阻r50的一端与电源vcc连接，温度传感器的一端和第二运放u1-c的正向输入端均与第七电阻r50的另一端连接，温度传感器的另一端接地，所述电源vcc通过电源输入端与直流电源连接，所述温控保险丝的一端与电源vcc连接，所述温控保险丝的另一端与电源输入端连接，所述温控保险丝的一端还通过第一电容c1与地连接，所述温控保险丝采集发热丝的温度并在采集到的温度高于设定温度时熔断。

所述熔蜡装置还包括led状态显示装置，所述led状态显示装置包括led灯及其外围电路，所述led状态显示装置通过温度监控装置与发热装置连接，以led灯显示发热丝的工作状态。所述led灯及其外围电路包括第一led灯、第二led灯、第八电阻r60、第十电阻r59、第九电阻r62、第十一电阻r61、第十二电阻j2、第十三电阻j1和第三运放u1-b和第四运放u1-a，所述第一led灯通过第八电阻r60与第三运放u1-b的输出端连接，所述第二led灯通过第九电阻r62与第四运放u1-a的输出端连接,所述第三运放u1-b的反向输入端与第四运放u1-a的同相输入端连接，所述第三运放u1-b的反向输入端分别通过第十电阻r59和第十一电阻r61与电源vcc和地连接，所述第四运放u1-a的反向输入端、第十二电阻j2和第十三电阻j1串联后与温度传感器和第二运放u1-c的连接点连接。作为实施例，第一运放u1-d、第二运放u1-c、第三运放u1-b、第四运放u1-a均采用lm324芯片

本发明熔蜡装置工作原理如下：第一运放u1-d的14脚输出信号控制场效应管q1导通，发热丝开始加热并持续升温，同时第一led灯亮红色指示，温度监控装置同步工作。当温度上升达到蜡笔8熔点要求的温度后，温度恒温控制装置的温度传感器上的采样电压与第二运放u1-c比较电压后输出不同的控制信号,传送给第一运放u1-d来控制场效应管q1的导通与断开来控制温度，同时第二led灯亮绿色指示，从而达到第一重的温度保护功能。优选的，温控保险丝与发热装置的发热头用导热胶连接，当温控保险丝检测到当发热装置的发热头达到一定值时就会断开电源vcc，整个电路不工作，从而达到第二重温度保护功能。

本发明的熔蜡装置的发热丝可实现恒温发热，还有过热保护，通过温度恒温控制装置来控制发热丝的温度作为第一重温度保护，通过温度保护控制装置作为第二重保护，达到使使用者不会被烫伤的目的，以确保熔蜡温度不超过75度，液态蜡经双d出蜡口后从圆珠固定嘴4出液口流出时，温度不超过35℃，是不会对小朋友造成烫伤的，很安全。现有的3d打印技术用的材料都是pla或者abs熔点温度很高，且价钱不便宜，对于玩家为小朋友来说是不安全，不适宜的。而我们发明只是由市面普通低廉的蜡笔8，就可以做到写画甚至3d功效，不仅成本很低，而且安全可靠。另外，对于小朋友使用剩余的蜡笔8头在用手握不住时，也可以塞进本装置中熔化使用，避免浪费且环保。

本发明避免了市场上的蜡笔画出的画会断笔，不流畅，颜色浅淡，整体就不美观的问题，弥补了普通蜡笔写画不流畅，写画出来的颜色浅淡的缺陷，本发明相当于是将蜡笔8加温成液态后变成液态笔，可以达到出蜡流畅，浓淡控制自如，仿佛中国毛笔写画一般，还可以随心堆砌3d效果。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。