一种便携式三维打印的制造方法
【专利摘要】本发明提出了一种便携式三维打印机，包括外箱、旋转机构、打印装置、Z轴移动装置、X轴移动装置、Y轴移动装置和控制装置；旋转机构包括旋转支架、弹簧气缸和限位块，旋转支架与箱体转动连接，弹簧气缸铰接在旋转支架上和箱体内壁上，限位块固定箱体内壁上，外盖与旋转支架连接；Z轴移动装置与旋转支架连接；X轴移动装置与打印装置连接，X轴移动装置活动连接在Z轴移动装置上；Y轴移动装置固定在箱体的内底面，Y轴移动装置上连接有打印平台；控制装置分别与打印装置、X轴移动装置、Y轴移动装置和Z轴移动装置电性连接。本发明的三维打印机体积小、占用空间小、方便携带，并且价格低，适合学校、家庭和个人使用。
【专利说明】一种便携式三维打印机
【技术领域】
[0001]本发明涉及三维打印机领域，特别涉及一种便携式三维打印机。
【背景技术】
[0002]三维打印机，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，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。运用三维打印机打印模型，无需传统的切削加工机床和工模具，在计算机的控制下，根据工件的三维CAD模型可直接成形三维实体。
[0003]现有的三维打印机多是工业机，用于工厂和公司，设备体积大，占用空间也大，不方便移动和运输，并且价格昂贵，普通学校、家庭和个人买不起，也没有这么大的空间来放置三维打印机。
【发明内容】
[0004]本发明提出一种便携式三维打印机，解决了现有技术中三维打印机体积大、占用空间大和不便携带的缺陷，并且价格低，适合学校、家庭和个人使用。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]一种便携式三维打印机，包括外箱、旋转机构、打印装置、Z轴移动装置、X轴移动装置、Y轴移动装置和控制装置；外箱包括外盖和箱体，外盖与箱体活动连接，箱体上设有容纳腔；旋转机构包括旋转支架、弹簧气缸和限位块，旋转支架与箱体转动连接，弹簧气缸一端铰接在旋转支架上，弹簧气缸另一端铰接在箱体内壁上，限位块固定箱体内壁上用于限制旋转支架的翻转角度，外盖与旋转支架连接；Z轴移动装置与旋转支架连接；x轴移动装置与打印装置连接，X轴移动装置活动连接在Z轴移动装置上；Y轴移动装置固定在箱体的内底面，Y轴移动装置上连接有打印平台；控制装置分别与打印装置、X轴移动装置、Y轴移动装置和Z轴移动装置电性连接。
[0007]进一步，所述X轴移动装置包括第一电机、第一皮带传动装置、第一连接板和第一直线滑轨，所述第一电机通过所述第一皮带传动装置与所述第一连接板连接，所述第一连接板上固定连接有所述打印装置，第一连接板活动连接在所述第一直线滑轨上。
[0008]进一步，所述Y轴移动装置包括第二电机、第二皮带传动机构、第二连接板、第二导杆、第二直线滑轨和固定架，所述第二电机通过所述第二皮带传动机构与所述第二连接板连接，所述第二连接板活动连接在所述第二导杆和所述第二直线滑轨上，所述打印平台固定在所述第二连接板上，所述固定架固定在所述箱体的内底面上，所述第二电机、所述第二皮带传动机构、所述第二导杆和所述第二直线滑轨固定在所述固定架上，所述第二导杆和所述第二直线滑轨平行设置。
[0009]进一步，Z轴移动装置，包括第三电机、两根丝杆、两根第三导杆、第三皮带传动机构和第三连接板，所述第三电机连接在其中一根所述丝杆的一端，两根所述丝杆转动连接在所述旋转支架上，两根所述丝杆通过所述第三皮带传动机构连接，两根所述第三导杆固定在所述旋转支架上，所述丝杆和所述第三导杆平行设置，所述第三连接板活动连接在所述丝杆和所述第三导杆上，所述第三皮带传动机构固定在所述旋转支架上。
[0010]进一步，所述箱体的内底面上固定有限位柱，所述限位柱包括支杆和缓冲头，所述缓冲头固定在所述支杆上方。
[0011]进一步，还包括抽屉式料盒，所述箱体下部设有料盒腔，所述料盒腔内设有滑轨，所述料盒上设有轮子，所述滑轨和所述轮子滚动配合，所述料盒上还设有拉扣。
[0012]进一步，所述料盒下底面固定有第一固定轴、第二固定轴和第三固定轴，所述第一固定轴上固定有第一轴承，所述第一轴承外套有第一滚轮，所述第一滚轮外套有料盘，所述第二固定轴和所述第三固定轴设置在所述料盘外侧，所述第二固定轴上套置有第二轴承，所述第二轴承外套置有第二滚轮，所述第三固定轴上套置有第三轴承，所述第三轴承外套有第三滚轮，所述第三滚轮侧面开有第一环形槽，所述第二滚轮和所述第三滚轮相切。
[0013]进一步，所述打印装置包括进给装置和打印头，所述进给装置和所述打印头固定连接。
[0014]进一步，所述外盖包括第一外盖、第二外盖和第三外盖，所述第一外盖与所述箱体活动连接，所述第一外盖与所述第二外盖活动连接，所述第二外盖与所述第三外盖活动连接，所述第三外盖固定在所述旋转支架上，所述第一外盖上设有提扣。
[0015]进一步，所述箱体外侧面对称设有提手，所述箱体下底面上固定有四个支撑脚。
[0016]本发明的有益效果在于:
[0017]1、本发明体积小、占用空间小:不用时可以合上，转动旋转支架，旋转支架绕箱体转动，带动其上的打印装置、X轴移动装置和Z轴移动装置，将这些工作部件收入箱体中，减小了整个设备的体积，占用空间小，方便存放，并且将工作部件收入箱体中不用担心碰坏设备，因此携带运输也方便，适合学校、家庭和个人使用。
[0018]2、料盒的设置，可以将料盘放置在料盒中，料盒上的材料通过滚轮进入材料进给装置，而打印装置通过材料带动料盘转动，所以设备的结构更紧凑，进料也更流畅，克服了原有技术中料盘没有专门的放置装置，直接放在设备的一边，进料不流畅的缺陷。
[0019]3、提手的设置，方便本发明的搬运和携带，因为本发明本身体积小并且重量轻，只需要一个人双手提着提手就可以搬动本发明；提扣的设置，方便本发明的打开和闭合，要打开时只要往上拉提扣，带动外盖和旋转支架转动，旋转支架上的工作部件跟随旋转支架到达工作位置，要闭合时向下压提扣时，把旋转支架上的工作部件收入箱体；拉扣的设置，方便料盒的拉出和推入。
[0020]4、限位柱的作用在于限定旋转支架的位置，因为本发明开开合合，用久了旋转支架的位置可能会发生偏移，造成打印装置、X轴移动装置和或Z轴移动装置与打印平台发生碰撞，有了限位柱，可以限制旋转支架的位置，保护各工作部件，也起支撑作用，并且限位柱上的缓冲头起缓冲作用，防止闭合时的冲击力和振动对工作部件造成损坏。
[0021]5、弹簧气缸两端分别与旋转支架、箱体内壁连接，采用弹簧气缸可以节省翻转旋转支架的力气，并且当旋转支架旋转90度后，达到旋转支架的工作位置，也达到弹簧气缸的极限长度，限制旋转支架继续转动，同时箱体内壁上的限位块也正好顶住旋转支架，限制旋转支架继续转动，双重保证旋转支架和其上的工作部件在工作位置上。【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本发明的结构示意图；
[0024]图2为图1中旋转支架及连接在其上的部件的示意图；
[0025]图3为图1中料盒的示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]参照图1-2，一种便携式三维打印机1，包括外箱(未图示)、旋转机构(未图示)、打印装置4、Z轴移动装置、X轴移动装置、Y轴移动装置和控制装置；外箱包括外盖21和箱体22，外盖21与箱体22活动连接，箱体22上设有容纳腔23 ;旋转机构包括旋转支架31、弹簧气缸32和限位块33，旋转支架31与箱体22转动连接，弹簧气缸32 —端铰接在旋转支架31上，弹簧气缸32另一端铰接在箱体22内壁上，限位块33固定在箱体22内壁上用于限制旋转支架31的翻转角度，外盖21与旋转支架31连接；2轴移动装置与旋转支架31连接；X轴移动装置与打印装置4连接，X轴移动装置活动连接在Z轴移动装置上；Y轴移动装置固定在箱体22的内底面，Y轴移动装置上连接有打印平台5 ;控制装置分别与打印装置4、X轴移动装置、Y轴移动装置和Z轴移动装置电性连接。
[0028]本发明使用时拉起旋转支架31，因为弹簧气缸32的作用可以省力的拉起旋转支架31，当旋转支架31旋转90度时到达正常工作位置，弹簧气缸32也达到自己的极限长度，限制旋转支架31继续转动，同时箱体22内壁上的限位块33也正好顶住旋转支架31，限制旋转支架31继续转动，双重保证旋转支架31在工作位置上。然后，打印材料进入打印装置4，控制装置按照模型的数据控制X轴移动装置、Y轴移动装置和Z轴移动装置移动，X轴移动装置和Z轴移动装置分别带动打印装置4沿X轴和Z轴方向移动，Y轴移动装置带动打印平台5沿Y轴方向移动，从而实现三维打印。使用完以后，按下旋转支架31，旋转支架31绕箱体22转动，带动打印装置4、X轴移动装置和Z轴移动装置，将这些工作部件收入箱体中，减小了整个设备的体积，占用空间小，方便存放，将工作部件收入箱体中不用担心碰坏设备，因此携带运输也方便，适合学校、家庭和个人使用。
[0029]进一步,所述X轴移动装置包括第一电机61、第一皮带传动装置62、第一连接板63和第一直线滑轨64，所述第一电机61通过所述第一皮带传动装置62与所述第一连接板63连接，所述第一连接板63上固定连接有所述打印装置4，所述第一连接板63活动连接在所述第一直线滑轨64上。X轴移动装置工作时，第一电机61转动带动第一皮带传动装置62转动，第一皮带传动装置62带动与其连接的第一连接板63，固定在第一连接板63上的打印装置4跟着运动。第一电机61优先采用伺服电机，因为伺服电机更容易控制，精确度也更高，当然根据需要也可以采用其他类型的电机。第一皮带传动装置62是由两个第一皮带轮和套在第一皮带轮外面的第一皮带组成，第一皮带优先采用齿形皮带，齿形皮带不会打滑，可靠性高，也更容易控制，也可以根据实际情况选择其他类型的皮带，工作时，第一电机61与其中一个第一皮带轮连接，第一电机61带动第一皮带轮转动，第一皮带轮带动第一皮带转动，第一连接板63与第一皮带连接，第一皮带带动第一连接板63，第一连接板63带动打印装置4运动，因为第一连接板63的底部连接在第一直线滑轨64上，所以第一连接板63在第一皮带的带动下沿第一直线滑轨64滑动。
[0030]进一步，所述Y轴移动装置包括第二电机(未图示)、第二皮带传动机构71、第二连接板72、第二导杆73、第二直线滑轨74和固定架75，所述第二电机通过所述第二皮带传动机构71与所述第二连接板72连接，所述第二连接板72活动连接在所述第二导杆73和所述第二直线滑轨74上，所述打印平台5固定在所述第二连接板72上，所述固定架75固定在所述箱体22的内底面上，所述第二电机、所述第二皮带传动机构71、所述第二导杆73和所述第二直线滑轨74固定在所述固定架75上，所述第二导杆73和所述第二直线滑轨74平行设置。第二电机优先选用伺服电机，第二皮带传动机构71是由两个第二皮带轮和套在第二皮带轮外面的第二皮带组成，第二皮带优先选用齿形皮带，第二电机带动第二皮带轮转动，第二皮带轮带动第二皮带转动，第二皮带带动第二连接板72沿着第二导杆73和第二直线滑轨74滑动，固定在第二连接板72上的打印平台5跟着运动，实现Y轴方向的移动。
[0031]进一步，Z轴移动装置，包括第三电机81、两根丝杆82、两根第三导杆83、第三皮带传动机构84和第三连接板85，所述第三电机81连接在其中一根所述丝杆82的一端，两根所述丝杆82转动连接在所述旋转支架31上，两根所述丝杆82通过所述第三皮带传动机构84连接，两根所述第三导杆83固定在所述旋转支架31上，所述丝杆82和所述第三导杆83平行设置，所述第三连接板85活动连接在所述丝杆82和所述第三导杆83上，所述第三皮带传动机构84固定在所述旋转支架31上。第三电机81优先选用伺服电机，第三皮带传动机构84由两个第三皮带轮和第三皮带组成，第三电机81连接在一根丝杆82的一端，带动丝杆82转动，该丝杆82的另一端与第三皮带轮连接，第三皮带轮通过第三皮带带动另一个第三皮带轮，该第三皮带轮与第二根丝杆82连接，带动第二根丝杆82转动，从而带动丝杆82上的第三连接板85上下移动，实现Z轴方向的移动。
[0032]进一步，所述箱体22的内底面上固定有限位柱9，所述限位柱9包括支杆和缓冲头，所述缓冲头固定在所述支杆上方。限位柱9的作用在于限定旋转支架31的位置，旋转支架合起来的时候，旋转支架上的横梁刚好顶到限位柱上，因为本发明开开合合，用久了旋转支架的位置可能会发生偏移，造成打印装置4、X轴移动装置和或Z轴移动装置与打印平台5发生碰撞，有了限位柱，可以限制旋转支架31的位置，保护各工作部件，也起支撑作用，并且限位柱9上的缓冲头起缓冲作用，防止闭合时的冲击力和振动对工作部件造成损坏。
[0033]参照图3，进一步，还包括抽屉式料盒A，所述箱体22下部设有料盒腔(未图示)，所述料盒腔内设有滑轨(未图示)，所述料盒上设有轮子(未图示)，所述滑轨和所述轮子滚动配合，所述料盒A上还设有拉扣Al。所述料盒A下底面固定有第一固定轴A2、第二固定轴A3和第三固定轴A4，第一固定轴A2上固定有第一轴承A5，所述第一轴承A5外套有第一滚轮A6，所述第一滚轮A6外套有料盘A7，所述第二固定轴A3和所述第三固定轴A4设置在所述料盘A7外侧，所述第二固定轴A3上套置有第二轴承AS，所述第二轴承外套置有第二滚轮A9，所述第三固定轴A4上套置有第三轴承A10，所述第三轴承AlO外套有第三滚轮All,所述第三滚轮Al I侧面开有第一环形槽，所述第二滚轮A9和所述第三滚轮Al I相切。料盒A上设有拉扣槽，拉扣Al通过一转轴连接在拉扣槽上，按拉扣Al的一侧，拉扣Al绕转轴转出，按拉扣Al的另一侧，拉扣按入拉扣槽内，不占空间。
[0034]料盒A的设置，可以将料盘A7放置在料盒A中，料盘A7上的材料通过第三滚轮All的第一环形槽进入打印装置，而打印装置4通过材料带动料盘A7转动，所以设备的结构更紧凑，进料也更流畅，克服了原有技术中料盘没有专门的放置装置，直接放在设备的一边，进料不流畅的缺陷。
[0035]进一步，所述打印装置4包括进给装置(未图示)和打印头(未图示)，所述进给装置和所述打印头固定连接。进给装置包括进给电机和滚轮副，进给电机带动滚轮副，滚轮副夹持材料进入打印头。
[0036]进一步，所述外盖21包括第一外盖(未图示)、第二外盖(未图示)和第三外盖(未图示)，所述第一外盖与所述箱体活动连接，所述第一外盖与所述第二外盖活动连接，所述第二外盖与所述第三外盖活动连接，所述第三外盖固定在所述旋转支架上，所述第一外盖上设有提扣。优选的方案一种方案:第一外盖通过第一合页与箱体连接，第一外盖通过第二合页与第二外盖连接，第二外盖通过第三合页与第三外盖活动连接，第三外盖固定在所述旋转支架31上，提起旋转支架31时，第一外盖、第二外盖和第三外盖折叠形成Z字形。
[0037]进一步，所述箱体22外侧面对称设有提手221，所述箱体22下底面上固定有四个支撑脚(未图示)。提手221的设置，方便本发明的搬运和携带，因为本发明本身体积小并且重量轻，只需要一个人双手提着提手221就可以搬动本发明，支撑脚的设置用于防滑，并且可以防止箱体直接放在支撑面上刮花箱体底面。
[0038]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种便携式三维打印机，其特征在于:包括 外箱，包括外盖和箱体，外盖与箱体活动连接，箱体上设有容纳腔； 旋转机构，包括旋转支架、弹簧气缸和限位块，旋转支架与箱体转动连接，弹簧气缸一端铰接在旋转支架上，弹簧气缸另一端铰接在箱体内壁上，限位块固定在箱体的内壁上用于限制旋转支架的旋转角度，外盖与旋转支架连接； 打印装置； Z轴移动装置，Z轴移动装置与旋转支架连接； X轴移动装置，X轴移动装置与打印装置连接，X轴移动装置活动连接在Z轴移动装置上； Y轴移动装置，Y轴移动装置固定在箱体的内底面，Y轴移动装置上连接有打印平台； 控制装置，控制装置分别与打印装置、X轴移动装置、Y轴移动装置和Z轴移动装置电性连接。
2.如权利要求1所述的便携式三维打印机，其特征在于:所述X轴移动装置包括第一电机、第一皮带传动装置、第一连接板和第一直线滑轨，所述第一电机通过所述第一皮带传动装置与所述第一连接板连接，所述第一连接板上固定连接有所述打印装置，第一连接板活动连接在所述第 一直线滑轨上。
3.如权利要求1所述的便携式三维打印机，其特征在于:所述Y轴移动装置包括第二电机、第二皮带传动机构、第二连接板、第二导杆、第二直线滑轨和固定架，所述第二电机通过所述第二皮带传动机构与所述第二连接板连接，所述第二连接板活动连接在所述第二导杆和所述第二直线滑轨上，所述打印平台固定在所述第二连接板上，所述固定架固定在所述箱体的内底面上，所述第二电机、所述第二皮带传动机构、所述第二导杆和所述第二直线滑轨固定在所述固定架上，所述第二导杆和所述第二直线滑轨平行设置。
4.如权利要求1所述的便携式三维打印机，其特征在于:Z轴移动装置包括第三电机、两根丝杆、两根第三导杆、第三皮带传动机构和第三连接板，所述第三电机连接在其中一根所述丝杆的一端，两根所述丝杆转动连接在所述旋转支架上，两根所述丝杆通过所述第三皮带传动机构连接，两根所述第三导杆固定在所述旋转支架上，所述丝杆和所述第三导杆平行设置，所述第三连接板活动连接在所述丝杆和所述第三导杆上，所述第三皮带传动机构固定在所述旋转支架上。
5.如权利要求1-4中任一项所述的便携式三维打印机，其特征在于:所述箱体的内底面上固定有限位柱，所述限位柱包括支杆和缓冲头，所述缓冲头固定在所述支杆上方。
6.如权利要求5所述的便携式三维打印机，其特征在于，还包括抽屉式料盒，所述箱体下部设有料盒腔，所述料盒腔内设有滑轨，所述料盒上设有轮子，所述滑轨和所述轮子滚动配合，所述料盒上还设有拉扣。
7.如权利要求6所述的便携式三维打印机，其特征在于:所述料盒下底面固定有第一固定轴、第二固定轴和第三固定轴，所述第一固定轴上固定有第一轴承，所述第一轴承外套有第一滚轮，所述第一滚轮外套有料盘，所述第二固定轴和所述第三固定轴设置在所述料盘外侧，所述第二固定轴上套有第二轴承，所述第二轴承外套有第二滚轮，所述第三固定轴上套有第三轴承，所述第三轴承外套有第三滚轮，所述第三滚轮侧面开有第一环形槽，所述第二滚轮和所述第三滚轮相切。
8.如权利要求1所述的便携式三维打印机，其特征在于:所述打印装置包括进给装置和打印头，所述进给装置和所述打印头固定连接。
9.如权利要求1所述的便携式三维打印机，其特征在于:所述外盖包括第一外盖、第二外盖和第三外盖，所述第一外盖与所述箱体活动连接，所述第一外盖与所述第二外盖活动连接，所述第二外盖与所述第三外盖活动连接，所述第三外盖固定在所述旋转支架上，所述第一外盖上设有提扣。
10.如权利要求1所述的便携式三维打印机，其特征在于:所述箱体外侧面对称设有提手，所述箱体下底面上固`定有四个支撑脚。
【文档编号】B29C67/00GK103521765SQ201310456954
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】雷远彪, 张益晗 申请人:福建海源三维打印高科技有限公司