本发明涉及3D打印机设备领域，具体地说涉及一种3D折叠打印机。
背景技术：
现在市场上有很多类似的3D打印机。这些打印机的特征几乎完全相同，而且市面上售卖的打印机结构形式主要分为三大类：1.makerbot型；2.十字XYZ型；3.龙门型。这些设备都是通过对三维模型在Z轴方向上进行切片处理，获得每片层截面轮廓的刀路轨迹。然后通过打印机主板对gcode语言进行解码，采用结构都是基于三轴联动的原理，将X、Y、Z三轴的传动指令传输给各轴的电机，以控制电机的运动。电机的回转运动再传输给打印机的整个传动系统。
传统3D打印机传动是通过橡胶同步带和同步轮及步进电机进行传动的。此种传动的精度比较差，因此主要用于打印模型，而无法用于工业，主要由以下几种原因：
1.打印时间越长，同步带与同步轮产生摩擦会受热膨胀，造成齿形变形，同步带变长，齿形间隙变大，产生丢步、错步现象，以致传动误差增大；
2.同步带材质多为橡胶，弹性较大，与同步轮进行齿形啮合，齿形间隙大，且齿多为锯齿状，传动时振动较大；
3.市面上绝大多数打印机厂商采用小功率步进电机。小功率步进电机随着打印速度的增大，扭矩减小，几乎为0，无法精确地为传动系统提供传动力。且此种步进电机多为开环控制，无法适应打印过程中快速加速和快速减速的情况，很容易产生丢步、错步现象；
4.现有打印机大多排线比较粗糙，多为裸露式排线，在打印过程中容易出现干涉工作台，甚至直接被工作台等活动部件拉断。另外，长时间裸露排线容易造成排线的氧化，静电干扰等，且裸露排线降低了设备的设计美感。
5.大多数打印机的空间利用率低，整个机身多为一个大机盒子组成，十分笨重，不便于移动。
技术实现要素：
发明目的：本发明的目的是提供一种取代传统齿传动且方便收容为薄板形状的3D折叠打印机。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明的打印机包括下盖板，下盖板表面中部设有底座，底座设有沿X轴方向延伸的第一滑轨、以及在末端铰接的主机板，在底座表面设有连接第一滑轨的工作台；底座的两侧在下盖板上形成一组半开放的第一收容空间，所述底座的两侧分别设有一根立柱，立柱包括相铰接的柱体和滑座，滑座设于下盖板表面的滑槽内，下盖板后端铰接有上盖，上盖包括可容纳所述立柱且可收容于所述第一收容空间内的一对回形梁，以及连接一对回形梁的上盖板，每个回形梁内侧面设有第二滑轨且铰接于立柱上端；两根立柱上各自设有一道向Z轴方向延伸的第三滑轨，两个第三滑轨之间滑动连接有水平舱，所述水平舱内设有沿Y轴方向延伸的第四滑轨、以及与第四滑轨滑动连接的喷头；两根回形梁相对的外侧各设有一道第五滑轨，所述第五滑轨通过连杆机构连接到主机板上端两侧。
本发明所述的Y轴与3D折叠打印机开合所在轴线相平行，X轴与Y轴在水平方向相垂直，Z轴为垂直方向。本发明中所描述的各个结构在运动时“靠内”或“靠外”是相对于整个3D折叠打印机形成的工作空间而言的。“靠内”更靠近铰接处，而“靠外”更靠近整个装置的开口位置。
水平舱的高度与底座高度之和与回形梁的厚度相对应，立柱的宽度与底座高度相对应，当水平舱位于立柱最低水平且立柱滑座位于极限位置时，水平舱刚好水平靠接底座上表面，上盖板靠接水平舱上表面且与下盖板平行。
优选地，水平舱设于两根立柱之间所在平面靠外的一侧，水平舱的宽度大于一对立柱之间的距离。上盖板设于两根回形梁的自由端，回形梁的中空部形成供主机板容纳的第二收容空间。
当进行折叠时，打印结束，水平舱复位至立柱最低水平，将立柱的滑座靠外移动至极限位置，立柱上端滑动到第二滑轨靠内的极限位置，将立柱收容于回形梁的中空部内，再将上盖水平放置，使回形梁收容于第一收容空间，上盖板靠接在水平舱上表面；将主机板水平放下，使其正好容纳于第二收容空间；上盖放下后，上盖板和下盖板保持平行，形成结构紧凑的薄板型折叠结构。
本发明取代了传统的皮带-齿连接传动模式，而采用金属丝杆实现传动。所述立柱内设有与水平舱连接的T型丝杆，T型丝杆末端与步进电机连接。所述水平舱内设有与喷头连接的滚珠丝杆，滚珠丝杆末端与伺服电机连接。利用丝杆-滑轨配合使喷头能在XYZ三轴方向自由运动。
作为本发明的进一步优化，所述水平舱设有用于控制喷头运动极限位置的限位块，用于控制喷头运动的极限位置。
为了方便安装和拆卸，所述滑座设有与下盖板固定连接的紧固螺钉。所述滑槽设有用于安装和取出滑座的侧滑开口。
作为本发明的进一步优化，所述主机板和底座的铰接处设有第一同步带轮，回形梁和下盖板的铰接处设有与第一同步带轮同步传动的第二同步带轮，第一同步带轮的齿数少于第二同步带轮的齿数。将折叠状态下的打印机打开时，上盖转动的角度小于主机板转动角度。例如，上盖打开到将近60°的时候，主机板打开为90°，从而使工作台上方有较充足的工作空间。通过同步带也实现了自动化全开合设计，不用分2次分别打开上盖和主机板。
本发明的立柱、水平舱为四个侧面的棱柱结构，其中三个面都为封闭的，开放的一面分别设有第三滑轨和第四滑轨，内部空间设有丝杆-电机传动机构，并可将线缆容纳于空间内。同样，回形梁和底座内也可通过线缆，增加整体美观度。从功能上进一步优化，本发明的3D打印机在底座上还设有抽屉和触屏面板，可基于现有技术对其进行进一步改造和完善。
有益效果：本发明利用XYZ三轴联动将模型的轮廓轨迹一层一层的打印出来，通过丝杆传动、轨道滑动的设计方式，避免了市场上打印机结构上的缺点，结构坚固，消除振动，减小误差。本发明的折叠式设计大大减小了打印机占用的立体空间，空间折叠率可高达85％。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明折叠后的俯视图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步说明。
如图1、图2所示，一种3D折叠打印机，包括上盖1、底座2、工作台3、主机板4和下盖板5，底座2位于下盖板5中部，底座2内侧铰接有主机板4，底座2设有沿X轴方向延伸的第一滑轨6，第一滑轨6与底座2表面的工作台3连接，工作台3与底座2之间通过电机和丝杆传动实现精确控制。
底座2两侧在下盖板5上形成一组半开放的第一收容空间7，底座2两侧分别设有一根立柱8，立柱8包括相铰接的柱体9和滑座10，滑座设于下盖板5表面的滑槽11内，下盖板5后端铰接有上盖1，具体地说，上盖1由一对回形梁12和连接回形梁12的上盖板13组成。回形梁12可收容于第一收容空间7，且其回形中空部可容纳立柱8，上盖板13将回形梁12靠外的自由端连接，回形梁12与上盖板13形成的中空部形成供主机板4容纳的第二收容空间14。
每个回形梁12内侧面设有第二滑轨15且铰接于立柱8上端，立柱8上端可在第二滑轨15内滑动且可变化与回形梁12之间的夹角。两根立柱8各自设有一道向Z轴方向延伸的第三滑轨16，第三滑轨16设于靠外的一侧，两个第三滑轨16之间滑动连接有水平舱17，水平舱17内设有沿Y轴方向延伸的第四滑轨18、以及与第四滑轨18滑动连接的喷头19；两根回形梁12相对的外侧各设有一道第五滑轨20，第五滑轨20通过连杆机构21连接到主机板4上端两侧。
立柱8内设有与水平舱连接的T型丝杆，T型丝杆末端与步进电机连接。水平舱17内设有滚珠丝杆并与喷头19连接，滚珠丝杆末端与伺服电机连接。利用丝杆-滑轨配合使喷头能在XYZ三轴方向自由运动。水平舱17设有用于控制喷头运动极限位置的限位块22，用于控制喷头运动的极限位置。
为了方便安装和拆卸，滑座10设有与下盖板5固定连接的紧固螺钉23。滑槽11设有用于安装和取出滑座10的侧滑开口24。
主机板4和底座2的铰接处设有第一同步带轮25，回形梁12和下盖板5的铰接处设有与第一同步带轮25同步传动的第二同步带轮26，第一同步带轮25的齿数少于第二同步带轮26的齿数。将折叠状态下的打印机打开时，通过同步带传动，上盖1转动的角度小于主机板转动角度。
为了实现高密度折叠，水平舱17的高度与底座高度之和与回形梁12的厚度相对应，立柱8的宽度与底座高度相对应，当水平舱17位于立柱8最低水平且立柱滑座位于极限位置时，水平舱17刚好水平靠接底座2上表面，上盖板13靠接水平舱17上表面且与下盖板5平行。水平舱17设于两根立柱8之间所在平面靠外的一侧，水平舱17的宽度大于一对立柱8之间的距离。
当进行折叠时，打印结束，水平舱17复位至立柱8最低水平，将立柱8的滑座10靠外移动至极限位置，立柱8上端滑动到第二滑轨15靠内的极限位置，将立柱8收容于回形梁12的中空部内，再将上盖1水平放置，使回形梁收容于第一收容空间，上盖板靠接在水平舱上表面；将主机板水平放下，使其正好容纳于第二收容空间；上盖放下后，上盖板和下盖板保持平行，形成结构紧凑的薄板型折叠结构。
本实施例的立柱、水平舱为四个侧面的棱柱结构，其中三个面都为封闭的，开放的一面分别设有第三滑轨和第四滑轨，内部空间设有丝杆-电机传动机构，并可将线缆容纳于空间内。同样，回形梁和底座内也可通过线缆，增加整体美观度。从功能上进一步优化，本发明的3D打印机在底座上还设有抽屉27和触屏面板28，可基于现有技术对其进行进一步改造和完善。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。