一种具有自清洁功能的3D打印设备的制作方法

本发明涉及3d打印设备领域，特别涉及一种具有自清洁功能的3d打印设备。

背景技术：

3d打印机(3dprinters)简称(3dp)是一位名为恩里科·迪尼(enricodini)的发明家设计的一种神奇的打印机，它不仅可以“打印”一幢完整的建筑，甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品的形状。

2016年2月3日讯，中国科学院福建物质结构研究所3d打印工程技术研发中心林文雄课题组在国内首次突破了可连续打印的三维物体快速成型关键技术，并开发出了一款超级快速的连续打印的数字投影(dlp)3d打印机。该3d打印机的速度达到了创记录的600mm/s，可以在短短6分钟内，从树脂槽中“拉”出一个高度为60mm的三维物体，而同样物体采用传统的立体光固化成型工艺(sla)来打印则需要约10个小时，速度提高了足足有100倍！3d打印实现太空工业化。

在现有的3d打印设备中，在打印工作结束以后，难免会在工作台上留有残渣，此时如果不及时处理的话就会影响到下一次的打印工作，从而降低了装置工作的可靠性；不仅如此，在装置工作的时候，内部的工作电源电路往往会因为对于电源电路中的滤波处理不到位，从而影响了电源电压输出的稳定性，降低了装置工作的稳定性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有自清洁功能的3d打印设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有自清洁功能的3d打印设备，包括主体、柜门、打印机构、工作台、清洁机构和中控机构，所述柜门设置在主体上，所述打印机构设置在主体的内部，所述工作台设置在主体的内部的底部，所述打印机构设置在工作台的上方，所述中控机构设置在主体的一侧，所述打印机构和清洁机构均与中控机构电连接；

所述清洁机构包括转向组件和清洁组件，所述转向组件包括第一电机、第一驱动轴和转向杆，所述第一电机设置在工作台的一侧，所述第一电机通过第一驱动轴与转向杆传动连接，所述清洁组件包括驱动单元和清洁单元，所述清洁单元包括平移板和若干固定杆，所述平移板与驱动单元传动连接，所述固定杆设置在平移板的下方，所述固定杆的下方设有清洁刷；

所述驱动单元包括平移框、第二电机、第二驱动轴和第一齿轮，所述第二电机通过第二驱动轴与第一齿轮传动连接，所述第一齿轮位于平移框的内部，所述平移框的上下内壁均设有传动齿，所述第一齿轮与传动齿啮合，所述第二电机固定在转向杆上，所述第一齿轮外周的齿沿着第一齿轮的半圆外周周向均匀分布；

其中，第一电机通过第一驱动轴来控制转向杆的转动，从而能够实现清洁组件对工作台进行清洁，不工作的时候，就置于主体内部的一侧，放置影响了打印工作；当需要清洁的时候，此时，第二电机通过第二驱动轴来控制第一齿轮转动，随后第一齿轮与传动齿发生啮合，实现了平移框的左右移动，则平移框就会通过控制平移板的左右移动，来实现清洁刷对工作台的台面进行反复的清洁，从而提高了装置的实用性。

所述中控机构包括面板和中控组件，所述中控组件设置在面板的内部，所述面板上还设有显示界面、控制按键和状态指示灯，所述中控组件包括中央控制模块、与中央控制模块连接的电机控制模块、无线通讯模块、打印控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为plc，所述第一电机和第二电机均与电机控制模块电连接，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括整流桥、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、电阻、第一电感、第二电感、第一三极管和第二三极管，所述整流桥的输入侧的一端通过第一电容与整流桥的输出侧的一端连接且通过第二电容与整流桥的输出侧的另一端连接，所述整流桥的输入侧的另一端通过第三电容与整流桥的输出侧的一端连接且通过第四电容与整流桥的输出侧的另一端连接，所述整流桥的输出侧的一端接地，所述整流桥的输出侧的另一端通过第五电容接地且分别与第一三极管的集电极和第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极通过第一电感、电阻和第六电容组成的串联电路接地，所述第一三极管的基极通过第六电容接地，所述第一三极管的发射极通过第二电感与第二三极管的基极连接，所述第二三极管的基极通过第七电容接地，所述第二三极管的发射极通过第八电容接地。

其中，中央控制模块，用来对3d打印设备进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块是plc，也能够是单片机，实现了对3d打印设备中的各个模块进行智能化控制，提高了3d打印设备的智能化；电机控制模块，用来进行电机控制的模块，在这里，通过对各电机进行控制，从而能够实现对工作台上的残渣进行快速有效地处理；同时能够实现可靠的打印，提高了装置的可靠性；无线通讯模块，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对3d打印设备的信息进行远程监控，实现了3d打印设备的智能化；打印控制模块，用来控制打印的模块，在这里，通过对打印喷头进行控制，从而就能够实现3d打印设备的可靠打印；显示控制模块，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面进行控制，能够对3d打印设备的工作信息进行实时显示，提高了3d打印设备的实用性；按键控制模块，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键的操控信息进行采集，从而能够对3d打印设备进行实施现场操控，提高了3d打印设备的可操作性；状态指示模块，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯的亮暗控制，能够对3d打印设备的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给3d打印设备内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了3d打印设备的可靠性。

其中，在工作电源电路中，第一三极管和第二三极管组成了复合管，第一三极管的放大系数为β1，第二三极管的放大系数为β2，第二三极管的发射极取得的滤波效果相当于直接使用第一电感和第六电容的β1倍，电路中的大部分交流声被抑制；加入了第二电感和第七电容以后，他们的滤波效果也被第二三极管扩大了β2倍，他们进一步过滤残余的交流声，从而提高了工作电源电路的滤波效果，提高了工作电源电路的实用性，提高了装置的实用性。

作为优选，所述打印机构包括打印组件、水平移动组件和竖向移动组件，所述竖向移动组件通过水平移动组件与打印组件传动连接。

作为优选，所述竖向移动组件包括第三电机、第三驱动轴和升降板，所述第三电机设置在主体的内部的顶部，所述第三电机通过第三驱动轴与升降板传动连接，所述第三电机与电机控制模块电连接。

作为优选，所述水平移动组件包括第四电机和第四驱动轴，所述第四电机水平设置在升降板的下端面，所述第四电机通过第四驱动轴与打印组件传动连接，所述第四电机与电机控制模块电连接。

作为优选，所述打印组件包括外框和若干打印喷头，所述打印喷头均匀设置在外框的内部，所述打印喷头与打印控制模块电连接，所述打印喷头的中心点连接线与第四驱动轴的移动方向垂直。

其中，第三电机通过第三驱动轴来控制升降板的升降，实现了打印喷头的竖向移动；第四电机通过第四驱动轴实现了打印喷头的水平移动；同时，各打印喷头打印喷头的中心点连接线与第四驱动轴的移动方向垂直，从而能够实现产品的3d打印

作为优选，所述面板的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

作为优选，所述主体的阻燃等级为v-0。

作为优选，所述显示界面为液晶显示屏。

作为优选，所述控制按键为轻触按键。

作为优选，所述状态指示灯包括双色发光二极管。

本发明的有益效果是，该具有自清洁功能的3d打印设备中，通过清洁机构能够实现对工作台上的残渣进行快速有效地清理，从而提高了设备的实用性；不仅如此，在工作电源电路中，能够对电源电路中的交流声进行有效地抑制，从而大大提高了设备工作的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有自清洁功能的3d打印设备的结构示意图；

图2是本发明的具有自清洁功能的3d打印设备的清洁机构的结构示意图；

图3是本发明的具有自清洁功能的3d打印设备的驱动单元的结构示意图；

图4是本发明的具有自清洁功能的3d打印设备的打印机构的结构示意图；

图5是本发明的具有自清洁功能的3d打印设备的打印组件的结构示意图；

图6是本发明的具有自清洁功能的3d打印设备的中控机构的结构示意图；

图7是本发明的具有自清洁功能的3d打印设备的系统原理图；

图8是本发明的具有自清洁功能的3d打印设备的工作电源电路的电路原理图；

图中：1.主体，2.柜门，3.打印机构，4.工作台，5.中控机构，6.清洁机构，7.第一电机，8.第一驱动轴，9.转向杆，10.平移框，11.平移板，12.固定杆，13.清洁刷，14.第二电机，15.第二驱动轴，16.第一齿轮，17.第三电机，18.第三驱动轴，19.升降板，20.第四电机，21.第四驱动轴，22.打印组件，23.外框，24.打印喷头，25.面板，26.显示界面，27.控制按键，28.状态指示灯，29.中央控制模块，30.电机控制模块，31.无线通讯模块，32.打印控制模块，33.显示控制模块，34.按键控制模块，35.状态指示模块，36.工作电源模块，37.蓄电池，br1.整流桥，c1.第一电容，c2.第二电容，c3.第三电容，c4.第四电容，c5.第五电容，c6.第六电容，c7.第七电容，c8.第八电容，r1.电阻，l1.第一电感，l2.第二电感，vt1.第一三极管，vt2.第二三极管。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图8所示，一种具有自清洁功能的3d打印设备，包括主体1、柜门2、打印机构3、工作台4、清洁机构6和中控机构5，所述柜门2设置在主体1上，所述打印机构3设置在主体1的内部，所述工作台4设置在主体1的内部的底部，所述打印机构3设置在工作台4的上方，所述中控机构5设置在主体1的一侧，所述打印机构3和清洁机构6均与中控机构5电连接；

所述清洁机构6包括转向组件和清洁组件，所述转向组件包括第一电机7、第一驱动轴8和转向杆9，所述第一电机7设置在工作台4的一侧，所述第一电机7通过第一驱动轴8与转向杆9传动连接，所述清洁组件包括驱动单元和清洁单元，所述清洁单元包括平移板11和若干固定杆12，所述平移板11与驱动单元传动连接，所述固定杆12设置在平移板11的下方，所述固定杆12的下方设有清洁刷13；

所述驱动单元包括平移框10、第二电机14、第二驱动轴15和第一齿轮16，所述第二电机14通过第二驱动轴15与第一齿轮16传动连接，所述第一齿轮16位于平移框10的内部，所述平移框10的上下内壁均设有传动齿，所述第一齿轮16与传动齿啮合，所述第二电机14固定在转向杆9上，所述第一齿轮16外周的齿沿着第一齿轮16的半圆外周周向均匀分布；

其中，第一电机7通过第一驱动轴8来控制转向杆9的转动，从而能够实现清洁组件对工作台4进行清洁，不工作的时候，就置于主体1内部的一侧，放置影响了打印工作；当需要清洁的时候，此时，第二电机14通过第二驱动轴15来控制第一齿轮16转动，随后第一齿轮16与传动齿发生啮合，实现了平移框10的左右移动，则平移框10就会通过控制平移板11的左右移动，来实现清洁刷13对工作台4的台面进行反复的清洁，从而提高了装置的实用性。

所述中控机构5包括面板25和中控组件，所述中控组件设置在面板25的内部，所述面板25上还设有显示界面26、控制按键27和状态指示灯28，所述中控组件包括中央控制模块29、与中央控制模块29连接的电机控制模块30、无线通讯模块31、打印控制模块32、显示控制模块33、按键控制模块34、状态指示模块35和工作电源模块36，所述中央控制模块29为plc，所述第一电机7和第二电机14均与电机控制模块30电连接，所述显示界面26与显示控制模块33电连接，所述控制按键27与按键控制模块34电连接，所述状态指示灯28与状态指示模块35电连接；

所述工作电源模块36包括工作电源电路，所述工作电源电路包括整流桥br1、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、电阻r1、第一电感l1、第二电感l2、第一三极管vt1和第二三极管vt2，所述整流桥br1的输入侧的一端通过第一电容c1与整流桥br1的输出侧的一端连接且通过第二电容c2与整流桥br1的输出侧的另一端连接，所述整流桥br1的输入侧的另一端通过第三电容c3与整流桥br1的输出侧的一端连接且通过第四电容c4与整流桥br1的输出侧的另一端连接，所述整流桥br1的输出侧的一端接地，所述整流桥br1的输出侧的另一端通过第五电容c5接地且分别与第一三极管vt1的集电极和第二三极管vt2的集电极连接，所述第一三极管vt1的集电极通过第一电感l1、电阻r1和第六电容c6组成的串联电路接地，所述第一三极管vt1的基极通过第六电容c6接地，所述第一三极管vt1的发射极通过第二电感l2与第二三极管vt2的基极连接，所述第二三极管vt2的基极通过第七电容c7接地，所述第二三极管vt2的发射极通过第八电容c8接地。

其中，中央控制模块29，用来对3d打印设备进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块29是plc，也能够是单片机，实现了对3d打印设备中的各个模块进行智能化控制，提高了3d打印设备的智能化；电机控制模块30，用来进行电机控制的模块，在这里，通过对各电机进行控制，从而能够实现对工作台4上的残渣进行快速有效地处理；同时能够实现可靠的打印，提高了装置的可靠性；无线通讯模块31，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对3d打印设备的信息进行远程监控，实现了3d打印设备的智能化；打印控制模块32，用来控制打印的模块，在这里，通过对打印喷头24进行控制，从而就能够实现3d打印设备的可靠打印；显示控制模块33，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面26进行控制，能够对3d打印设备的工作信息进行实时显示，提高了3d打印设备的实用性；按键控制模块34，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键27的操控信息进行采集，从而能够对3d打印设备进行实施现场操控，提高了3d打印设备的可操作性；状态指示模块35，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯28的亮暗控制，能够对3d打印设备的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块36，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给3d打印设备内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了3d打印设备的可靠性。

其中，在工作电源电路中，第一三极管vt1和第二三极管vt2组成了复合管，第一三极管vt1的放大系数为β1，第二三极管vt2的放大系数为β2，第二三极管vt2的发射极取得的滤波效果相当于直接使用第一电感l1和第六电容c6的β1倍，电路中的大部分交流声被抑制；加入了第二电感l2和第七电容c7以后，他们的滤波效果也被第二三极管vt2扩大了β2倍，他们进一步过滤残余的交流声，从而提高了工作电源电路的滤波效果，提高了工作电源电路的实用性，提高了装置的实用性。

作为优选，所述打印机构3包括打印组件22、水平移动组件和竖向移动组件，所述竖向移动组件通过水平移动组件与打印组件22传动连接。

作为优选，所述竖向移动组件包括第三电机17、第三驱动轴18和升降板19，所述第三电机17设置在主体1的内部的顶部，所述第三电机17通过第三驱动轴18与升降板19传动连接，所述第三电机17与电机控制模块30电连接。

作为优选，所述水平移动组件包括第四电机20和第四驱动轴21，所述第四电机20水平设置在升降板19的下端面，所述第四电机20通过第四驱动轴21与打印组件22传动连接，所述第四电机20与电机控制模块30电连接。

作为优选，所述打印组件22包括外框23和若干打印喷头24，所述打印喷头24均匀设置在外框23的内部，所述打印喷头24与打印控制模块32电连接，所述打印喷头24的中心点连接线与第四驱动轴21的移动方向垂直。

其中，第三电机17通过第三驱动轴18来控制升降板19的升降，实现了打印喷头24的竖向移动；第四电机20通过第四驱动轴21实现了打印喷头24的水平移动；同时，各打印喷头24打印喷头24的中心点连接线与第四驱动轴21的移动方向垂直，从而能够实现产品的3d打印

作为优选，所述面板25的内部还设有蓄电池37，所述蓄电池37与工作电源模块36电连接。

作为优选，所述主体1的阻燃等级为v-0。

作为优选，所述显示界面26为液晶显示屏。

作为优选，所述控制按键27为轻触按键。

作为优选，所述状态指示灯28包括双色发光二极管。

与现有技术相比，该具有自清洁功能的3d打印设备中，通过清洁机构6能够实现对工作台4上的残渣进行快速有效地清理，从而提高了设备的实用性；不仅如此，在工作电源电路中，能够对电源电路中的交流声进行有效地抑制，从而大大提高了设备工作的可靠性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。