一种3D打印机喷头清理装置的制作方法

一种3d打印机喷头清理装置
技术领域
1.本发明属于3d打印技术领域，特别涉及一种3d打印机喷头清理装置。


背景技术：

2.3d打印即快速成型技术的一种，3d打印是一种以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。
3.3d打印机在使用时会将其内部原料粉末加热成液体，然后通过挤出装置将液体原料从喷头挤出，挤出后的液体原料则会冷凝结成固体。
4.在打印完毕后，打印机内不再加热，喷头内残余的液体原料会凝结在喷头内部，影响喷头的正常使用。
5.而现有的清理装置大多是通过旋转刮刀来对喷头内部进行清理，一旦误碰便会对人身造成严重伤害，非常危险；除此之外则常用人工来进行清理，然而人工清理因用力大小的不同，很可能对喷头造成损伤。


技术实现要素：

6.针对上述问题，本发明提出了一种3d打印机喷头清理装置，包括清理箱、第一调节组件、刮刀、旋转组件、第二调节组件、夹持组件和驱动组件；
7.所述第一调节组件设置在清理箱的一侧，所述第一调节组件的活动端活动贯穿清理箱，并位于清理箱的内部，所述刮刀安装在第一调节组件的活动端上；
8.所述第二调节组件和所述驱动组件均设置在清理箱的上端；
9.所述夹持组件包括第二安装座、卡接组件、弹簧和限位块；
10.所述第二安装座和所述限位块均设置为环形柱状结构；所述第二安装座通过旋转组件转动安装在清理箱的上端，所述第二调节组件的输出端活动贯穿清理箱，并与旋转组件传动连接；
11.所述第二安装座的内部设置有空腔，若干组所述卡接组件呈环形阵列设置在第二安装座的内部空腔中，所述卡接组件的一端活动贯穿第二安装座的内壁，并指向第二安装座的中轴线，所述卡接组件的另一端通过弹簧与第二安装座的内部空腔侧壁弹性连接；所述限位块的一端活动贯穿第二安装座的上端，并位于第二安装座的内部空腔中，所述限位块的外壁与第二安装座的空腔内壁可相互卡接配合，且限位块位于第二安装座内部空腔中的一端可与卡接组件相抵触；
12.所述驱动组件的输出端与第二安装座传动连接。
13.进一步的，所述清理箱包括壳体、第一隔板和第二隔板；
14.所述壳体的内部设置有圆形柱状空腔，所述第一隔板和所述第二隔板均设置为环形板状结构，所述第一隔板和所述第二隔板对称、平行设置在壳体内部空腔中，且第一隔板位于第二隔板的下方；
15.所述壳体的下端开设有排料孔，所述壳体的内底面设置有第一斜面，所述第一斜
面以排料孔的中轴线为中心倾斜设置，且第一斜面远离排料孔的一端高于靠近排料孔的一端；
16.所述壳体的侧壁上开设有安装孔，所述安装孔位于第一隔板和第二隔板之间；所述壳体位于第一隔板和第二隔板之间的内壁上开设有螺旋螺纹；所述第一隔板内设置有横杆，所述横杆内开设有导槽。
17.进一步的，所述第一调节组件包括第一电机、螺杆和调节座；
18.所述第一电机设置在壳体的侧壁上，所述螺杆的一端依次贯穿壳体、第一隔板和横杆位于导槽内，且螺杆的中轴线与导槽的中轴线重合，所述螺杆的另一端与第一电机传动连接；所述调节座与螺杆螺纹配合，且调节座活动卡接在导槽内；
19.所述调节座的上端开设有第一安装槽。
20.进一步的，所述第二调节组件包括第二电机和斜齿轮；
21.所述第二电机设置在壳体的上端，且第二电机的输出轴活动贯穿壳体，并位于安装孔内，所述斜齿轮套设在第二电机输出轴的一端；所述斜齿轮的螺旋角度、方向和直径与螺旋螺纹的螺旋角度、方向和直径均相等，且两者的延伸面相交；
22.所述旋转组件位于第一隔板与第二隔板之间，且旋转组件分别与斜齿轮和螺旋螺纹相互配合。
23.进一步的，所述驱动组件包括第三电机和齿轮；
24.所述第三电机设置在壳体上端，所述齿轮套设在第三电机的输出轴上。
25.进一步的，所述刮刀包括第一安装座和刮片；
26.所述刮片竖直设置在第一安装座上，所述第一安装座可拆卸式固定安装在第一安装槽内。
27.进一步的，所述刮片的横截面设置为平行四边形，所述刮片的横截面由第一边线、第二边线、第三边线和第四边线首尾依次连接组成；
28.所述第一边线和所述第二边线、所述第三边线和所述第四边线分别构成该刮片的两组突出的切角；所述刮片的上端还设置有第一切面和第二切面，所述第一切面和所述第二切面以刮片中轴线为中心对称设置，且第一切面和第二切面的上端分别与刮片的一组切角连接。
29.进一步的，所述旋转组件包括第一固定块、滚柱和第二固定块；
30.所述第一固定块和所述第二固定块均设置为环形柱状结构；所述第一固定块的内壁开设有第二安装槽，所述第二安装槽呈环形设置，若干组所述滚柱呈环形阵列设在第二安装槽内，所述第二固定块的外壁活动卡接在第二安装槽内，并通过若干组滚柱与第一固定块转动连接；
31.所述第一固定块的外壁上设置有第一齿条，所述第一齿条的螺纹角度、方向和直径与螺旋螺纹的螺纹角度、方向和直径均相等，且第一齿条可分别与螺旋螺纹和斜齿轮相互配合。
32.进一步的，所述卡接组件包括第一活动块和第二活动块；
33.所述第一活动块的一端活动贯穿第二安装座的内壁，所述第一活动块的另一端与第二活动块固定连接；所述第二活动块活动卡接在第二安装座内部空腔中，所述第二活动块通过弹簧与第二安装座的空腔侧壁弹性连接；
34.所述第一活动块远离第二活动块的一端底部设置有承接块，所述第一活动块的该端还设置有橡胶层。
35.进一步的，所述限位块的下端开设有若干组卡槽，所述卡槽的横截面设置为环形结构，且卡槽的中轴线与限位块的中轴线重合；
36.若干组所述卡槽沿中轴线方向，从限位块的内壁向外壁依次向下排布，构成一组环形阶梯式限位槽；并且每组所述卡槽的顶面均开设有第二斜面，所述第二斜面的两端分别与一组相邻的卡槽的侧壁连接。
37.进一步的，所述清理装置还包括测距仪和中控单元；
38.所述测距仪设置在限位块上，所述测距仪的检测端竖直朝向第二安装座；
39.所述中控单元分别与第一电机、第二电机、第三电机和测距仪电性连接。
40.本发明的有益效果：
41.1、本发明通过使用测距仪对喷头的尺寸进行测量，使用中控单元对喷头的整体尺寸规格进行匹配，使用第一调节组件、第二调节组件和驱动组件对喷头进行清理，该装置自动化程度高，清理准确且适用范围广；
42.2、通过将刮片的横截面设置为平行四边形，且刮片相对的两端设置为切角，该刮片可使用相对的两切角对喷头进行清理，且两切角的清理方向相反，使得该刮片清理效果更好，在对喷头的内部进行清理时更方便，同时还可减少第一调节组件的调节范围，使用更快捷；
43.3、通过在限位块的内壁开设阶梯式的限位槽，可通过将限位块向第二安装座内安装不同深度，以达到对第一卡接组件进行不同程度的限位，从而对不同尺寸的喷头进行夹持固定，结构简单，紧固效果好；通过在每组卡槽的顶面均开设第二斜面，使得限位块在对第一卡接组件进行限位时，移动更顺畅，省时省力；
44.4、当刮片的一端切口出现缺损，无法对喷头进行有效清理时，可使用刮片的另一端切口，并通过第三电机的反转达到对喷头的清理，使用更灵活、便捷。
45.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
46.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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
47.图1示出了本发明实施例清理装置的结构示意图；
48.图2示出了本发明实施例清理箱的结构示意图；
49.图3示出了本发明实施例调节组件的结构示意图；
50.图4示出了本发明实施例刮刀的结构示意图；
51.图5示出了本发明实施例刮片的俯视结构示意图；
52.图6示出了本发明实施例旋转组件的结构示意图；
53.图7示出了本发明实施例夹持组件的结构示意图；
54.图8示出了本发明实施例卡接组件的结构示意图；
55.图9示出了本发明实施例卡槽的结构示意图。
56.图中：1、清理箱；2、第一调节组件；3、刮刀；4、旋转组件；5、第二调节组件；6、夹持组件；7、驱动组件；8、测距仪；9、壳体；901、排料孔；902、第一斜面；903、安装孔；904、螺旋螺纹；10、第一隔板；11、第二隔板；12、横杆；1201、导槽；13、第一电机；14、螺杆；15、调节座；1501、第一安装槽；16、第二电机；17、斜齿轮；18、第三电机；19、齿轮；20、第一安装座；21、刮片；22、第一边线；23、第二边线；24、第三边线；25、第四边线；26、第一切面；27、第二切面；28、第一固定块；2801、第二安装槽；2802、第一齿条；29、滚柱；30、第二固定块；31、第二安装座；32、卡接组件；33、弹簧；34、限位块；3401、卡槽；3402、第二斜面；35、第一活动块；36、第二活动块；37、承接块；38、橡胶层。
具体实施方式
57.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
58.本发明实施例提出了一种3d打印机喷头清理装置，包括清理箱1、第一调节组件2、刮刀3、旋转组件4、第二调节组件5、夹持组件6、驱动组件7，如图1所示。
59.所述第一调节组件2设置在清理箱1的一侧，所述第一调节组件2的活动端活动贯穿清理箱1，并位于清理箱1的内部，所述刮刀3安装在第一调节组件2的活动端上；所述刮刀3用于对喷头进行刮除清理，所述第一调节组件2用于调节刮刀3的位置，以使刮刀3能够准确的对喷头进行刮除清理。
60.所述第二调节组件5和所述驱动组件7均设置在清理箱1的上端；
61.所述夹持组件6通过旋转组件4转动安装在清理箱1的上端，所述第二调节组件5的输出端活动贯穿清理箱1的上端，并与旋转组件4传动连接；所述夹持组件6用于对喷头进行夹持固定，所述第二调节组件5用于调节旋转组件4的高度，从而调节夹持组件6的高度，以使刮刀3能够对喷头的深度进行精准的刮除清理。
62.所述驱动组件7的输出端与夹持组件6传动连接；所述驱动组件7用于驱动夹持组件6转动，使喷头相对于刮刀3处于转动状态，从而实现对喷头的清理。
63.所述清理装置还包括测距仪8和中控单元(图中未画出)，所述中控单元分别与第一调节组件2、第二调节组件5、驱动组件7和测距仪8电性连接；所述测距仪8设置在夹持组件6上，所述测距仪8可对其与喷头之间的距离进行测量，并通过中控单元计算、匹配喷头的尺寸。
64.示例性的，将喷头夹持固定在夹持组件6内，此时测距仪8会对其与喷头之间的距离进行测量，并将该信息传输给中控单元，中控单元则会根据该信息对喷头的整体尺寸规格进行计算、匹配；随后中控单元会根据匹配到的喷头整体尺寸规格，对第一调节组件2和第二调节组件5进行控制，使两者的输出端转动预定角度，达到预定清理位置；最后控制驱动组件7运行，对喷头进行清理；在此过程中，第一调节组件2和第二调节组件5处于中控单
元的控制中，并根据喷头的整体尺寸规格，随时会进行预定角度的转动，从而达到对喷头的准确清理。
65.通过使用测距仪8对其与喷头之间的距离进行测量，使用中控单元对喷头的整体尺寸规格进行匹配，使用第一调节组件2、第二调节组件5和驱动组件7对喷头进行清理，该装置自动化程度高，清理准确且适用范围广。
66.示例性的，如图2所示，所述清理箱1包括壳体9、第一隔板10和第二隔板11，所述壳体9的内部设置有圆形柱状空腔，所述第一隔板10和所述第二隔板11均设置为环形板状结构，所述第一隔板10和所述第二隔板11对称、平行设置在壳体9内部空腔中，且第一隔板10位于第二隔板11的下方。
67.所述壳体9的下端开设有排料孔901，所述壳体9的内底面设置有第一斜面902，所述第一斜面902以排料孔901的中轴线为中心倾斜设置，且第一斜面902远离排料孔901的一端高于靠近排料孔901的一端；所述壳体9的侧壁上开设有安装孔903，所述安装孔903位于第一隔板10和第二隔板11之间；所述壳体9位于第一隔板10和第二隔板11之间的内壁上开设有螺旋螺纹904；所述第一隔板10内设置有横杆12，所述横杆12内开设有导槽1201。
68.通过在壳体9内底部设置第一斜面902，清理后的碎屑会落到第一斜面902上，并沿第一斜面902滑落经排料孔901排出，无需人工集中清除，清理效果更好。
69.示例性的，如图3和图4所示，所述第一调节组件2包括第一电机13、螺杆14和调节座15，所述第一电机13设置在壳体9的侧壁上，所述螺杆14的一端依次贯穿壳体9、第一隔板10和横杆12位于导槽1201内，且螺杆14的中轴线与导槽1201的中轴线重合，所述螺杆14的另一端与第一电机13传动连接；所述调节座15与螺杆14螺纹配合，且调节座15活动卡接在导槽1201内。
70.所述调节座15的上端开设有第一安装槽1501，所述刮刀3可拆卸式安装在第一安装槽1501内。
71.通过将刮刀3安装在第一安装槽1501内，并使用第一电机13用于对调节座15的位置进行调节，使得该刮刀3可对不同直径大小的喷头进行刮除清理，使用范围更广。
72.所述第二调节组件5包括第二电机16和斜齿轮17，所述第二电机16设置在壳体9的上端，且第二电机16的输出轴活动贯穿壳体9，并位于安装孔903内，所述斜齿轮17套设在第二电机16输出轴的一端；所述斜齿轮17的螺旋角度、方向和直径与螺旋螺纹904的螺旋角度、方向和直径均相等，且两者的延伸面相交。
73.所述旋转组件4位于第一隔板10与第二隔板11之间，且旋转组件4分别与斜齿轮17和螺旋螺纹904相互配合。
74.通过将斜齿轮17的螺旋角度、方向和直径与螺旋螺纹904的螺旋角度、方向和直径均设置相等，第二电机16可控制斜齿轮17对旋转组件4的高度位置进行调节，使得刮刀3可对喷头进行不同深度的清理，清理效果更好。
75.所述驱动组件7包括第三电机18和齿轮19，所述第三电机18设置在壳体9上端，所述齿轮19套设在第三电机18的输出轴上。
76.所述齿轮19与夹持组件6传动连接。
77.将夹持组件6通过旋转组件4转动安装在壳体9上，驱动组件7在对夹持组件6进行驱动转动时，第一调节组件2和第二调节组件5任可对夹持组件6的位置进行调节，使用过程
无需人工干预，适用范围广，自动化程度高。
78.所述刮刀3包括第一安装座20和刮片21，所述刮片21竖直设置在第一安装座20上，所述第一安装座20可拆卸式固定安装在第一安装槽1501内。
79.具体的，如图5所示，所述刮片21的横截面设置为平行四边形，所述刮片21的横截面由第一边线22、第二边线23、第三边线24和第四边线25首尾依次连接组成；所述第一边线22和所述第二边线23、所述第三边线24和所述第四边线25分别构成该刮片21的两组突出的切角；所述刮片21的上端还设置有第一切面26和第二切面27，所述第一切面26和所述第二切面27以刮片21中轴线为中心对称设置，且第一切面26和第二切面27的上端分别与刮片21的一组切角连接。
80.通过将刮片21的横截面设置为平行四边形，且刮片21相对的两端设置为切角，该刮片21可使用相对的两切角对喷头进行清理，且两切角的清理方向相反，使得该刮片21清理效果更好，在对喷头的内部进行清理时更方便，同时还可减少第一调节组件2的调节范围，使用更快捷。
81.所述旋转组件4包括第一固定块28、滚柱29和第二固定块30，如图6所示；所述第一固定块28和所述第二固定块30均设置为环形柱状结构；所述第一固定块28的内壁开设有第二安装槽2801，所述第二安装槽2801呈环形设置，若干组所述滚柱29呈环形阵列设在第二安装槽2801内，所述第二固定块30的外壁活动卡接在第二安装槽2801内，并通过若干组滚柱29与第一固定块28转动连接。
82.所述第一固定块28的外壁上设置有第一齿条2802，所述第一齿条2802的螺纹角度、方向和直径与螺旋螺纹904的螺纹角度、方向和直径均相等，且第一齿条2802可分别与螺旋螺纹904和斜齿轮17相互配合。
83.通过以上结构设置，可实现对喷头进行清理的过程中对其位置进行调节，清理效率更高。
84.所述夹持组件6包括第二安装座31、卡接组件32、弹簧33和限位块34，如图7所示；所述第二安装座31和所述限位块34均设置为环形柱状结构，所述第二安装座31固定卡接在第二固定块30内，且第二安装座31的外壁与齿轮19相啮合；所述第二安装座31的内部设置有空腔，若干组所述卡接组件32呈环形阵列设置在第二安装座31的内部空腔中，所述卡接组件32的一端活动贯穿第二安装座31的内壁，并指向第二安装座31的中轴线，所述卡接组件32的另一端通过弹簧33与第二安装座31的空腔侧壁弹性连接；所述限位块34的一端活动贯穿第二安装座31的上端，并位于第二安装座31的内部空腔中，所述限位块34的外壁与第二安装座31的空腔内壁可相互卡接配合，且限位块34位于第二安装座31内部空腔中的一端可与卡接组件32相抵触。
85.所述测距仪8设置在限位块34上，所述测距仪8的检测端竖直朝向第二安装座31。
86.具体的，所述卡接组件32包括第一活动块35和第二活动块36，如图8所示；所述第一活动块35的一端活动贯穿第二安装座31的内壁，所述第一活动块35的另一端与第二活动块36固定连接；所述第二活动块36活动卡接在第二安装座31内部空腔中，所述第二活动块36通过弹簧33与第二安装座31的空腔侧壁弹性连接。
87.所述第一活动块35远离第二活动块36的一端底部设置有承接块37，所述第一活动块35的该端还设置有橡胶层38。
88.通过设置若干组卡接组件32，且若干组卡接组件32呈环形阵列设置，使得卡接组件32可对不同尺寸的喷头进行夹持固定，使用范围更广；通过在第一活动块35的卡接端底部设置承接块37，用于对夹持固定的喷头进行位置限定，尺寸更精确，清理效果更好；通过在第一活动块35的卡接端设置橡胶层38，使得第一活动块35在对喷头进行夹持固定时更稳定，不会对喷头造成损伤，使用效果更好。
89.通过将第二安装座31的外壁设置与齿轮19相啮合，使得第二调节组件5和驱动组件7在对夹持组件6进行驱动或调节时，不会互相干涉，结构简单，使用安全。
90.所述限位块34的下端开设有若干组卡槽3401，所述卡槽3401的横截面设置为环形结构，且卡槽3401的中轴线与限位块34的中轴线重合；若干组所述卡槽3401沿中轴线方向，从限位块34的内壁向外壁依次向下排布，构成一组环形阶梯式限位槽；并且每组所述卡槽3401的顶面均开设有第二斜面3402，所述第二斜面3402的两端分别与一组相邻的卡槽3401的侧壁连接。
91.通过在限位块34的内壁开设阶梯式的限位槽，可通过将限位块34向第二安装座31内安装不同深度，以达到对第一卡接组件32进行不同程度的限位，从而对不同尺寸的喷头进行夹持固定，结构简单，紧固效果好；通过在每组卡槽3401的顶面均开设第二斜面3402，使得限位块34在对第一卡接组件32进行限位时，移动更顺畅，省时省力。
92.示例性的，在使用时，将喷头放置在若干组第一活动块35之间，且喷头的下端与承接块37相贴合，以此对喷头进行高度限位，然后将限位块34向第二安装座31内安装，使呈阶梯设置的若干组卡槽3401依次与第二活动块36抵触贴合，在此过程中，若干组第一活动块35均向其中轴线移动，从而对喷头进行夹紧固定；当喷头夹紧后，开启该清理装置的开关，测距仪8会对限位块34到第二安装座31的距离进行测量，并将测量的结果传输给中控单元，中控单元会根据该数据对喷头的尺寸规格进行计算、匹配，并根据匹配后的尺寸规格对第一电机13和第二电机16进行控制；第一电机13会带动调节座15上的刮刀3移动到喷头内径位置，第二电机16会将旋转组件4调节到预定高度，随后第三电机18会驱动第二安装座31旋转，使得刮刀3对喷头内部进行清理，并且在清理的过程中，第一电机13和第二电机16依旧可分别对刮刀3和旋转组件4的位置进行调节，以此适应喷头内部非平整的结构。
93.通过以上结构设置，该装置自动化程度高，清理准确且适用范围广。
94.当刮片21的一端切口出现缺损，无法对喷头进行有效清理时，可使用刮片21的另一端切口，并通过第三电机18的反转达到对喷头的清理，使用更灵活、便捷。
95.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。