3D打印机耗材状态检测装置及3D打印机的制作方法

本实用新型涉及3D打印机领域，特别涉及一种3D打印机耗材状态检测装置及3D打印机。

背景技术：

在现有3D打印机中，耗材在送料的过程中会出现断料、缺料和堵料等异常情况，此时，会严重降低3D打印机打印产品的成功率。为此，有必要设计一种能够检测3D打印机耗材状态的检测装置，以方便工作人员发现并处理处于异常状态的耗材，从而提高3D打印机打印产品的成功率。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种3D打印机耗材状态检测装置，旨在解决现有3D打印机的耗材在送料的过程中会出现断料、缺料和堵料等异常情况，而降低3D打印机打印产品的成功率的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的3D打印机耗材状态检测装置，包括：

一种3D打印机耗材状态检测装置，其特征在于，包括：

底座，所述底座上设有供耗材通过的通道；

传动轮，所述传动轮包括转轮和与所述转轮固定连接的转轴，所述转轴支撑在所述底座上，所述转轮的外周侧用于与耗材接触，并能够依靠与运动的耗材之间的摩擦力相对所述底座自转；

滚轮编码器，设于所述底座上，包括一具有插孔的转体，所述转轴与所述插孔插接适配，以带动所述转体转动；所述滚轮编码器用于将所述转体的转动数据编码成脉冲信号；

运算模块，所述运算模块与所述滚轮编码器通信连接并接收所述脉冲信号，以根据所述脉冲信号分析出所述转轮的转动数据及耗材的进给数据。

优选地，所述3D打印机耗材状态检测装置还包括一与所述底座可拆卸连接的顶盖，所述顶盖与所述底座围合成一容置腔，所述传动轮和滚轮编码器设于所述容置腔内。

优选地，所述转轮设于所述通道的上方或下方。

优选地，所述转轴包括分设于所述转轮两侧且共轴设置的第一转轴和第二转轴，所述第一转轴支撑在所述底座上，所述第二转轴与所述插孔插接适配。

优选地，所述第一转轴的外侧套设一套管，所述第一转轴与所述套管转动连接；

所述套管与所述底座固定连接，或者，所述套管夹持在所述顶盖和所述底座之间。

优选地，所述转轮的外周侧呈圆环形。

优选地，所述转轮的外周侧套设一软环，所述转轮通过所述软环与耗材接触。

优选地，所述3D打印机耗材状态检测装置还包括一与所述运算模块通信连接的显示器，以显示所述转动数据和/或所述进给数据。

优选地，所述3D打印机耗材状态检测装置还包括一与所述运算模块通信连接的报警器；当所述转动数据和/或所述进给数据出现预设问题时，所述运算模块发送报警数据给所述报警器，所述报警器接收所述报警数据并能够发出报警信号；

所述报警器包括语音报警器和/或指示灯报警器；其中，所述语音报警器包括扬声器，所述指示灯报警器包括指示灯。

本实用新型还提供一种3D打印机，包括3D打印机本体和3D打印机耗材状态检测装置，所述3D打印机耗材状态检测装置包括：

底座，所述底座上设有供耗材通过的通道；

传动轮，所述传动轮包括转轮和与所述转轮固定连接的转轴，所述转轴支撑在所述底座上，所述转轮的外周侧用于与耗材接触，并能够依靠与运动的耗材之间的摩擦力相对所述底座自转；

滚轮编码器，设于所述底座上，包括一具有插孔的转体，所述转轴与所述插孔插接适配，以带动所述转体转动；所述滚轮编码器用于将所述转体的转动数据编码成脉冲信号；

运算模块，所述运算模块与所述滚轮编码器通信连接并接收所述脉冲信号，以根据所述脉冲信号分析出所述转轮的转动数据及耗材的进给数据。

本实用新型技术方案通过采用具有通道的底座、传动轮、具有一转体的滚轮编码器和运算模块，当运动的耗材通过底座中的通道时，会与传动轮的外周侧接触并在两者之间产生摩擦力，而该摩擦力会带动传动轮相对于底座自转；由于传动轮的转轴是与滚轮编码器的转体插接适配的，当传动轮相对于底座自转时，其转轴会带动滚轮编码器的转体转动；接着滚轮编码器将转体的转动数据编码成脉冲信号并发送给运算模块，运算模块接收脉冲信号，并根据脉冲信号分析出转轮的转动数据及耗材的进给数据；可见，本实用新型技术方案能够检测出3D打印机中耗材的进给状态，以方便工作人员发现并处理处于异常状态的耗材，从而提高3D打印机打印产品的成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型3D打印机耗材状态检测装置的结构示意图；

图2为图1中所示3D打印机耗材状态检测装置中部分结构的爆炸图；

图3为图2所示3D打印机耗材状态检测装置中滚轮编码器的结构示意图；

图4为本实用新型3D打印机耗材状态检测装置中滚轮编码器、运算模块、显示器和报警器配合的模块图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述，则其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种3D打印机耗材状态检测装置。

如图1至4所示，本实用新型3D打印机耗材状态检测装置包括：

底座10，底座10上设有供耗材通过的通道11；

传动轮30，传动轮30包括转轮31和与转轮31固定连接的转轴，转轴支撑在底座10上，转轮31的外周侧用于与耗材接触，并能够依靠与运动的耗材之间的摩擦力相对底座10自转；

滚轮编码器40，设于底座10上，包括一具有插孔42的转体41，转轴与插孔42插接适配，以带动转体41转动；滚轮编码器40用于将转体41的转动数据编码成脉冲信号；

运算模块90，运算模块90与滚轮编码器40通信连接并接收脉冲信号，以根据脉冲信号分析出转轮31的转动数据及耗材的进给数据。

本实用新型通过采用具有通道11的底座10、传动轮30、具有一转体41的滚轮编码器40和运算模块90，当运动的耗材通过底座10中的通道11时，会与传动轮30的外周侧接触并在两者之间产生摩擦力，而该摩擦力会带动传动轮30相对于底座10自转；由于传动轮30的转轴是与滚轮编码器40的转体41插接适配的，当传动轮30相对于底座10自转时，其转轴会带动滚轮编码器40的转体41转动；接着滚轮编码器40将转体41的转动数据编码成脉冲信号并发送给运算模块90，该运算模块90接收脉冲信号，并根据脉冲信号分析出转轮31的转动数据及耗材的进给数据；可见，本实用新型技术方案能够检测出3D打印机中耗材的进给状态，以方便工作人员发现并处理处于异常状态的耗材，从而提高3D打印机打印产品的成功率。

其中，滚轮编码器40优选为类似鼠标中使用的滚轮编码器，当然其它与该滚轮编码器工作原理类似或相近的编码器都可以应用在本实用新型中，如电机使用的编码器等；转轮31的转动数据包括转动角速度和转动位移等速度；耗材的进给数据包括进挤速度和进挤位移等数据。

如图1和2所示，为了加强整体结构的稳定性及保障3D打印机耗材状态检测装置的安全性，设置3D打印机耗材状态检测装置还包括一与底座10可拆卸连接的顶盖20，顶盖20与底座10围合成一容置腔，传动轮30和滚轮编码器40设于容置腔内。从而可防止外界杂物进入该3D打印机耗材状态检测装置内部的容置腔中，而影响其正常工作。具体的，底座10和顶盖20可通过螺钉80连接或卡扣连接，如图1和2所示。

为了方便运算模块90与滚轮编码器40通信连接，可设置两者通过插头和插座70连接，从而方便安装和拆卸，如图1至3所示，设置滚轮编码器40与一插座70连接。

优选的，为了减少转轮31转动时与底座10或其它物件之间的摩擦力，设置转轮31设于通道11的上方或下方。如图2所示，设置转轮31设于通道11的上方，此时，为了防止传动轮30自转时产生位移，在底座10上设置一与传动轮30的转轴配合的容置槽60。当然，转轮31也可设于通道11的左侧或右侧，此时其它部件应对应改变位置。

如图2和3所示，设置转轴包括分设于转轮31两侧且共轴设置的第一转轴32和第二转轴33，第一转轴32支撑在底座10上，第二转轴33与插孔42插接适配。此时，传动轮30的一端支撑在底座10上，另一端支撑在滚轮编码器40的转体41上，该结构设置比较紧密，能够充分利用空间。其中，为了加强第二转轴33与插孔42配合的稳定性，防止两者之间出现打滑现象，设置第二转轴33的外周和插孔42的内壁均呈六边形。

为了降低第一转轴32与底座10之间的摩擦力，在第一转轴32的外侧套设一套管50，第一转轴32与套管50转动连接；其中，该套管50与底座10固定连接，或者，套管50夹持在顶盖20和底座10之间，如图2所示。其中该套管50的材质优选为聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，简写为PTFE)，其摩擦系数极低，从而进一步降低第一转轴32转动时的阻力。

为了加强转轮31与运动的耗材之间的摩擦力，如图2所示，设置转轮31的外周侧呈圆环形，从而保证转轮31转动的过程中始终与耗材接触，从而为转轮31的运动提供充足的动力。为了进一步加强转轮31与运动的耗材之间的摩擦力，可在转轮31的外周侧套设一软环(未图示)，转轮31通过软环与耗材接触，其中，该软环的材质选择较软的材质，如软质塑料、橡胶和硅胶等；也可在该软环的外周侧设置一些增大摩擦力的小花纹，但应注意花纹大小应与耗材的尺寸相匹配，即花纹不能太大，应在一定的范围内，以防止两者之间出现打滑现象。

其中，转轮31的外周也可设置成齿轮状，或者其它外周具有规则形状的结构以及不太规则的结构，只要能够实现能够被运动的耗材带起来转动的目的即可。

如图4所示，为了方便查看耗材的进给数据以及其它相关数据，设置3D打印机耗材状态检测装置还包括一与运算模块90通信连接的显示器91，以显示转动数据和/或进给数据。

如图4所示，为了及时发现运动的耗材出现的断料、缺料、堵头等异常情况，设置3D打印机耗材状态检测装置还包括一与运算模块90通信连接的报警器92；当转动数据和/或进给数据出现预设问题时，运算模块90发送报警数据给报警器92，报警器92接收报警数据并能够发出报警信号；报警器92包括语音报警器92和/或指示灯报警器92；其中，语音报警器92包括扬声器，指示灯报警器92包括指示灯。如此，当运动的耗材出现异常问题时，报警器92会发出报警信号，以方便工作人员在第一时间内发现异常问题并解决问题。

当然，其中的预设问题也可以是耗材接近消耗完时的问题，以便提前告知工作人员，提前准备耗材。

本实用新型还提出一种3D打印机，该3D打印机包括3D打印机本体以及上述中的3D打印机耗材状态检测装置，该3D打印机耗材状态检测装置的具体结构参照上述实施例，由于3D打印机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

其中，可设置3D打印机耗材状态检测装置与3D打印机本体可拆卸连接，从而方便两者的连接和拆卸，如可通过螺钉或卡扣结构连接；且当上述3D打印机耗材状态检测装置中的底座10和顶盖20可通过螺钉80连接时，可相应加长螺钉80长度，将3D打印机耗材状态检测装置整体与3D打印机本体连接在一起。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。