技术领域
本发明属于3D打印技术领域，更具体涉及一种基于平面并联机构的3D打印机。
背景技术：
3D打印机将液态物质通过层层浇筑方法构塑立体实物，其实质为一种快速成型的
累积制造技术。目前国内3D打印机主要结构形式有UM2结构形式，该结构形式的打印机是
基于XYZ坐标的三坐标打印机，其平面运动主要是通过同步带传动实现。例如，专利CN
104441660A公开了一种UM2形式3D打印装置，其传动组件多采用同步带形式。同步带传
动结构冗杂，不利于维护；长期使用易造成传动带松弛，对打印精度及成型效果影响较大。
技术实现要素：
为了解决现有3D打印机机构存在的问题，本发明提供的一种基于平面并联机构的
3D打印机，该装置利用平面并联机构可有效简化传统3D打印机结构，提高了打印精度及成
型效果。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于平面并联机构的3D打印机，包含框
架、平面并联机构、升降机构以及送料机构组成。所述框架包括铝型材、安装固定接头；利
用所述安装固定接头将所述铝型材固定锁紧。
所述平面并联机构主要包含伺服电机、行星减速机、平面连杆机构、安装座以及打
印喷头；所述伺服电机与所述行星减速机相连构成伺服驱动系统，对称布置于所述安装座上；
所述平面连杆机构包含两条运动支链，每条运动支链包括主动臂、从动臂；所述主动臂与所
述从动臂铰接，所述主动臂固接于所述行星减速机输出轴端，所述从动臂末端相互铰接，所
述打印喷头设置于所述平面连杆机构末端；所述运动支链构成等边平行四边形连杆机构，可
在平面内任意移动。
所述升降机构包括升降电机、直线轴承、滚珠丝杠副、安装板、直线导柱、同步带
轮组、打印升降台；所述升降电机设置于框架后侧，所述同步带轮组设置于框架底部，其主
动轮安装在所述升降电机输出端；所述滚珠丝杠副对称布置在所述打印升降台两侧，并通过
所述安装板固接，所述滚珠丝杠副螺杆垂直安装固定并且能够相对转动，所述滚珠丝杠副螺
母与所述打印升降台固接；所述同步带轮组从动轮与所述滚珠丝杠副螺杆固接；所述直线导
柱对称布置在所述滚珠丝杠副螺杆两侧，并从所述直线轴承内孔中穿过，所述直线轴承与所
述打印升降台固接。由此，所述升降电机通过所述同步带轮组实现滚珠丝杠副转动，进而实
现了所述打印升降台在竖直方向上运动。
所述送料机构送丝安装座、紧定螺钉、送丝轮、紧固螺栓、送料电机、丝料压紧轴
承、锁紧螺栓以及弹簧；所述送料电机与所述送丝安装座螺纹连接，所述送丝安装座上部开
有缺口；所述送丝轮固接在所述送料电机轴端，并通过所述紧定螺钉紧固，所述丝料压紧轴
承通过所述紧固螺栓固接在所述送丝安装座上；所述锁紧螺栓与所述送丝安装座缺口螺纹连
接，用以调节所述送丝轮和所述丝料压紧轴承之间松紧度。
本发明提供的一种基于平面并联机构的3D打印机，利用平面并联机构实现打印喷
头在平面内的移动，利用滚珠丝杠实现打印平台升降运动，同时利用导柱确保打印平台升降
运动精度。本发明较传统3D打印机具有结构简单紧凑、精度高，打印效果好、成型精度高
等优点。
附图说明
图1为本发明一种基于平面并联机构的3D打印机结构示意图
图2为本发明平面并联机构结构示意图
图3为本发明升降机构结构示意图
图4为本发明送料机构结构示意图
图中：I、框架；II、平面并联机构；III、升降机构；IV、送料机构；1、伺服电机；
2、行星减速机；3、安装座；4、下主动臂；5、上主动臂；6、下从动臂；7、上从动臂；8、
打印喷头；9、安装固定接头；10、铝型材；11、升降电机；12、同步带轮组；13、直线轴承；
14、3D打印台；15、直线导柱；16、滚珠丝杠螺母；17、滚珠丝杠螺杆；18、送丝安装座；
19、紧定螺钉；20、送丝轮；21、紧固螺栓；22、送料电机；23、丝料压紧轴承；24、弹簧；
25、锁紧螺栓
具体实施方式
参照图1至图4，本是发明涉及的是一种基于平面并联机构的3D打印机，其较佳
的实施方式是：
一种基于平面并联机构的3D打印机，包含框架I、平面并联机构II、升降机构III
以及送料机构IV组成。框架I包括铝型材10、安装固定接头9；利用安装固定接头9将所述
铝型材10固定锁紧组成立体方形框架结构。
平面并联机构II主要包含伺服电机1、行星减速机2、安装座3、下主动臂4、上
主动臂5、下从动臂6、上从动臂7以及打印喷头8；；伺服电机1与行星减速机2相连构成
平面连杆机构伺服驱动系统，对称布置于安装座3上；平面连杆机构II包含上、下两条运动
支链，所述上运动支链包括上主动臂5、上从动臂7并相互铰接，所述下运动支链包括下主
动臂4、下从动臂6并相互铰接；上主动臂5与下主动臂4分别与行星减速机2轴端固接，
上从动臂7、下从动臂6末端相互铰接，打印喷头8设置于两从动臂铰接处，作为连杆机构
末端输出；所述两条运动支链构成平行四边形连杆机构，可在平面内任意移动完成水平方向
打印工作。
升降机构III包括升降电机11、同步带轮组12、直线轴承13、3D打印台14、直线
导柱15、滚珠丝杠螺母16、滚珠丝杠螺杆17；所述升降电机11设置于框架I下方，同步带
轮组12设置于机构底部，其主动轮安装在升降电机11输出端；滚珠丝杠螺母16、滚珠丝
杠螺杆17构成滚珠丝杠副对称布置在3D打印台14两侧，滚珠丝杠螺杆17垂直安装固定并
且能够相对转动，滚珠丝杠螺母16与3D打印台14固接；同步带轮组12从动轮与滚珠丝杠
螺杆17底部固接；直线导柱15对称布置在滚珠丝杠螺杆17两侧，并从直线轴承13内孔中
穿过，直线轴承13与3D打印台14固接。
送料机构IV包括送丝安装座18、紧定螺钉19、送丝轮20、紧固螺栓21、送料电
机22、丝料压紧轴承23、弹簧24、锁紧螺栓25；送料电机22与送丝安装座18螺纹连接，
送丝安装座18上部开有缺口；送丝轮20固接在送料22电机轴端，并通过紧定螺钉19紧固，
丝料压紧轴承23通过紧固螺栓21固接在送丝安装座18上；锁紧螺栓25与送丝安装座18缺
口螺纹连接，锁紧螺栓25穿装弹簧24上用以配合调节送丝轮20和丝料压紧轴承23之间松
紧度。