便携式3D打印机的制作方法

本发明涉及一种3D打印机，更详细而言，涉及一种便携式3D打印机，其在携带时经折叠而如薄片卡那样携带，并且在使用时通过将3D打印机的各结构要素以彼此呈90度直角的方式展开并固定而发挥3D打印机功能。

背景技术：

一直以来，要求提供一种与智能手机连接且通常以智能手机的大小携带、并且在必要时通过智能手机接收数据来进行打印的方法。

3D打印机沿前、后、左、右、上、下方向即沿前后方向、左右方向、上下方向进行打印并层叠，这就是3D打印机。

由于现有公知的3D打印机的设备本身被固定，因此很难携带。

这是因为，3D打印机的左右水平度应准确，并且在上下层叠时上下垂直度也应准确地为直角90度，因此在将设备的各结构要素折叠及展开使用时其精度保障方面受限。

现有技术文献

专利文献1：美国专利申请号US2005022500

专利文献2：美国专利申请号US20060061613

专利文献3：美国专利申请号US20110115849

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种便携式3D打印机，该便携式3D打印机被构造为能够与智能手机一同携带，并且在使用时能够简便地展开且以牢固的结构进行精密的3D打印。

如图1和图2的(a)、(b)、(c)、(d)所示，本发明的整体结构包括上面板1、垂直支撑板2、上下移动支撑板3和下面板4，上面板1的结构包括：喷嘴17b，用于喷出印刷材料；前后移动机构，用于使所述喷嘴17b沿前后方向移动；和左右移动机构，用于使所述前后移动机构左右移动，

垂直支撑板2包括在其内表面沿上下方向移动的移动机构和与所述移动机构结合的上下移动支撑板3，

下面板4包括用于调整与上下移动机构、左右移动机构和前后移动机构结合的移动电动机15a、17、25的电路部44，

在所述垂直支撑板2的上端，所述上面板1通过上侧旋转基轴6与所述垂直支撑板2联接而旋转270度以上；

在所述垂直支撑板2的下端，所述下面板4通过下侧旋转基轴7与所述垂直支撑板2联接而旋转270度以上；

在所述垂直支撑板2的中端，上下移动支撑板3沿上下方向旋转90度，

由此在使用时能够以所述垂直支撑板2为基准将上面板1、上下移动支撑板3和下面板4的结构设置为90度的直角；

在携带时能够以所述垂直支撑板2为基准将上面板1、上下移动支撑板3和下面板4的结构折叠成薄片结构以便携带。

此外，本发明被构造为：在使用时，垂直支撑板2的上端部的第二倾斜角支撑板28和上面板1的第一倾斜角支撑板12的倾斜角之和∠A为90度，设置于垂直支撑板2的中端的上下移动支撑板3和上下移动台23所形成的倾斜角之和∠C为90度，垂直支撑板2的下端部的第三倾斜角支撑板29和下面板4的第四倾斜角支撑板41的倾斜角之和∠B为90度。

在前后方向移动台16、左右方向移动台17a和上下方向旋转轴24中使用的前后方向的移动电动机15a、左右方向的移动电动机17、上下方向的移动电动机25的旋转轴结构由贯通电动机内部的移动轴52构造。

如上所述的本发明在携带时能够经折叠而如智能手机那样以薄片形状携带，并且在使用时能够将上面板、垂直支撑板和下面板的结构准确地以彼此呈90度直角的方式支撑而进行精密的3D打印，因此具有用户便于将本发明与智能手机联接而携带及使用的效果。

附图说明

图1是构造本发明的结构图。

图2是上面板、下面板和垂直支撑板的结构图。

图3是本发明的从折叠状态展开的说明图。

图4是移动电动机的实施例的说明图。

图5是本发明与智能手机联接使用时的说明图。

图6是本发明与智能手机的厚度比较说明图。

具体实施方式

如图1、图2的(a)、(b)、(c)、(d)所示，本发明的3D打印机100的整体结构包括上面板1、垂直支撑板2、上下移动支撑板3和下面板4。

上面板1的结构包括用于喷出印刷材料的喷嘴17b、使所述喷嘴17b沿前后方向移动的前后移动机构和使所述前后移动机构左右移动的左右移动机构。

垂直支撑板2包括在其内表面沿上下方向移动的移动机构和与所述移动机构结合的上下移动支撑板3。

下面板4包括用于调整与上下、左右、前后方向的移动机构结合的移动电动机15a、17、25的电路部44。

在所述垂直支撑板2的上端，所述上面板1通过上侧旋转基轴6与所述垂直支撑板2联接而旋转270度以上；

在所述垂直支撑板2的下端，所述下面板4通过下侧旋转基轴7与所述垂直支撑板2联接而旋转270度以上；

在所述垂直支撑板2的中端，上下移动支撑板3沿上下方向旋转90度，

由此在使用时能够以所述垂直支撑板2为基准将上面板1、上下移动支撑板3和下面板4的结构设置为90度的直角；

在携带时能够以所述垂直支撑板2为基准将上面板1、上下移动支撑板3和下面板4的结构折叠成薄片结构以便携带。

下面，根据附图对使所述喷嘴17b沿前后方向移动的移动机构、使所述前后移动机构左右移动的左右移动机构以及所述前后移动机构、左右移动机构和上下移动机构的具体实施例进行详细说明。

但是，所述前后移动机构、左右移动机构和上下移动机构并不限定于下述例的结构，在上面板1中设置前后移动机构和左右移动机构、且在垂直支撑板2中设置上下移动支撑板3的范围内，能够以多种方式构造所述前后移动机构、左右移动机构和上下移动机构。

下面对在垂直支撑板2的内表面沿上下方向移动的移动机构和构造所述移动机构的实施例进行具体说明。

各个所述移动机构并不限定于本实施例，而是均适用于在本发明的上面板1内部构造的前后移动机构和左右移动机构以及使上下移动支撑板3移动的移动机构。

如图1所示，整体结构包括上面板1、垂直支撑板2和下面板4。

在上面板1的后面中间部分形成有上面突出板11，上面板1的形状被构造为中间面积部分敞开且四面由框架形状构造。

上面板1的内部被构造为，在左右框架的内部形成有前后水平移动槽13、14，并且在该前后水平移动槽13、14的内部沿前后方向设置有前后方向旋转移动轴15，当通过前后方向旋转移动轴15的螺丝，所述前后方向旋转移动轴15旋转时，与之联接的左右侧的前后方向移动台16、16a沿前和后方向、即前后方向移动。

所述左右侧的前后方向旋转移动轴15被构造为在前后水平移动槽13、14的内部两面上彼此平行，或者其中的一个前后方向旋转移动轴15被构造为螺丝形状，另一个前后方向旋转移动轴15由移动导杆构造。

在左右侧的所述前后方向旋转移动轴15上分别设置有前后方向移动台16、16a，在所述前后方向移动台16、16a中的左右两者具备使左右方向移动台17a在保持水平的状态下移动的左右方向移动轴18、18a，在左右方向移动轴18、18a之间设置有左右方向旋转轴19，所述左右方向旋转轴19用于随着左右方向移动电动机17的旋转，使所述左右方向移动电动机17顺着螺丝沿左和右方向、即左右方向移动。

在左右方向移动台17a之间设置有左右方向移动电动机17，在左右方向移动台17a的下部设置有用于喷出3D印刷材料的喷嘴17b。

如图2的(b)所示，在上面板1的后端部以45度角度形成有第一倾斜角支撑板12，在其后端的上面突出部11处形成有上侧旋转基轴6。

如图1和图2的(c)所示，在垂直支撑板2的上面前方设置有45度的第二倾斜角支撑板28，在上面支撑台27的中心部位设置有供所述上面突出部11插入的槽，并且在所述槽的左右方向上形成有上侧旋转基轴6，该上侧旋转基轴6与所述上面板1上的上侧旋转基轴6连接为一体，由此使上面板1以垂直支撑板2为基轴沿上下方向旋转270度以上。

在垂直支撑板2的下面前方设置有45度角度的第三倾斜角支撑板29，并且下面支撑台26的中心部分被钻除以使下面板4的下面突出部42与下面支撑台26配合，并且下面支撑台26的突出部位通过一个下侧旋转基轴7来联接，从而使下面板4以下侧旋转基轴7为基轴向下旋转270度。

如图1和图2的(c)所示，在本发明的下部设置有下面板4，在该下面板4的内部具备印刷材料，并且在该下面板4的内部设置有用于控制所述前后方向移动电动机、左右方向移动电动机、上下方向移动电动机的控制电路。

如图1和图2的(c)所示，垂直支撑板2的结构被形成为内面被钻除，并且在左右两侧沿垂直方向形成有移动槽22，在该移动槽22的内部设置有上下移动轴21、21a。

在所述上下移动轴21、21a这两者上沿水平方向形成有上下移动台23，在该上下移动台23的中心沿上下垂直方向设置有形成有螺丝模型的上下方向旋转轴24，在该上下方向旋转轴24的下端联接有移动电动机25。

如图3的(a)那样折叠的本发明的结构，通过如图3的(b)所示，下面板4以下侧旋转基轴7为基轴向下旋转270度后，45度的第三倾斜角支撑板29与45度的第四倾斜角支撑板41彼此配合，从而垂直支撑板2和下面板4设置成90度的直角。

如图3的(c)所示，上面板1以上侧旋转基轴6为基轴且以垂直支撑板2为基准向上旋转270度后，第二倾斜角支撑板28与第一倾斜角支撑板12彼此配合，从而上面板1以垂直支撑板2为基准设置成90度直角。

因此，如图3的(c)所示，以垂直支撑板2为基准，上面板1和下面板4分别准确地以90度来设置。

在上下移动台23的前面形成有第五倾斜角支撑板31，在上下移动支撑板3的后端部设置有第六倾斜角支撑板32，第六倾斜角支撑板32与旋转基轴33联接。

以垂直支撑板2为基准，设置于所述垂直支撑板2的一侧的第三倾斜角支撑板29与第四倾斜角支撑板41配合而形成的角度为90度。

如上所述，如图1及图3的(b)、(c)、(d)所示，第一倾斜角支撑板12和第二倾斜角支撑板28、第三倾斜角支撑板29和第四倾斜角支撑板41、以及第五倾斜角支撑板31和第六倾斜角支撑板32所形成的内角之和∠A、∠B、∠C分别为90度。

即，如图3的(b)所示，对于第三倾斜角支撑板29和第四倾斜角支撑板41的内角之和∠B而言，当第三倾斜角支撑板29的内角为0度时，第四倾斜角支撑板41的内角为90度。另外，当第三倾斜角支撑板29的内角为30度时，第四倾斜角支撑板41的内角应为60度。

因此，第三倾斜角支撑板29的倾斜面和第四倾斜角支撑板41的倾斜面的角度为0度至90度。这也同样适用于图3的(c)的第一倾斜角支撑板12和第二倾斜角支撑板28所形成的内角之和∠A和图3的(d)的第五倾斜角支撑板31和第六倾斜角支撑板32所形成的内角之和∠C。

如此将垂直支撑板2与上面板1、下面板4和上下移动支撑板3所构成的内角之和、即∠A、∠B、∠C分别设为90度的原因在于，只有相互折叠的各结构要素稳定且水平度和垂直度准确，才能进行精密且稳定的打印。

如图4所示，电动机51的旋转轴、即中央部分的旋转轴由螺丝形状的移动轴52构造。

关于这种电动机51的结构，当电动机51的内部旋转时，电动机51的结构使电动机51沿移动轴52移动。

这种电动机51的结构均可适用于左右方向的移动电动机17、前后方向的移动电动机15a和上下方向的移动电动机25。

关于这种本发明的结构，上面板1的左右方向移动台17a通过左右方向的移动电动机17的旋转且借助左右方向旋转轴19沿左右方向移动，并且左右方向移动台17a通过前后方向移动台16、16a且借助左右侧的前后方向旋转移动轴15进行前后移动，其中，所述前后方向移动台16、16a与左右方向旋转轴19联接且沿前后方向移动。即，左右方向移动台17a进行前后左右移动，同时通过左右方向移动台17a下部的喷嘴17b而作为平面打印机进行打印。

关于上下移动的上下移动支撑板3的结构，与上下移动台23连接设置的上下移动支撑板3在保持水平状态的状态下顺着上下方向旋转轴24的螺丝而进行上下移动，其中，所述上下方向旋转轴24通过上下方向的移动电动机25来旋转。

通过上端的左右方向移动台17a下部的喷嘴17b来喷射设置于下部的下面板4的材料5。

如图3的(b)所示，通过将下面板4以垂直支撑板2为基准旋转270度而使第三倾斜角支撑板29和第四倾斜角支撑板41分别以45度角度平行配合来牢固地支撑为90度的直角，并且如图3的(c)所示，通过将垂直支撑板2的第二倾斜角支撑板28和上面板1的第一倾斜角支撑板12分别以45度角度平行配合来牢固地支撑为90度，因此能够进行精密的3D打印机的打印。

如图2的(c)和图3的(d)所示，上下移动支撑板3以旋转基轴33为基轴沿上下方向旋转90度，从而使第五倾斜角支撑板31与第六倾斜角支撑板32平行配合来牢固地将上下移动支撑板3支撑为水平状态。

关于这种本发明的结构，图3的(a)、(b)、(c)、(d)的上面板1和垂直支撑板2牢固地设置为90度的直角，垂直支撑板2和下面板4牢固地设置为90度角度，并且以垂直支撑板2为基准，上下移动支撑板3设置为90度的直角，因此能够进行精密且稳定的3D打印，并且通过使上面板1和下面板4以垂直支撑板2为基准旋转270度而能够折叠成薄片结构。

此外，如图4所示，根据需要可由贯通电动机51内部的移动轴52来构造在前后方向移动台16、左右方向移动台17a和上下方向旋转轴24中使用的移动电动机15a、17、25的旋转轴。

因此，本发明能够构造为如下的小体积，即如图5所示那样在使用时能够通过输入端子43与智能手机101连接而作为便携式3D打印机100来使用，并且在携带时能够通过如图6所示那样折叠而携带于衣袋中。

此外，如图3的(a)和图6所示，携带时能够折叠成如智能手机那样的薄片结构来携带，这种折叠结构的本发明在其结构特性上，能够构造为小至能够放在手掌上的最小大小到大至公文包大小的结构，因此本发明的应用性非常广泛，具有携带用途、学校教育用途和与智能手机连接的用途等。

附图标记说明

1 上面板

2 垂直支撑板

3 上下移动支撑板

4 下面板

5 材料

6 上侧旋转基轴

7 下侧旋转基轴

11 上面突出板

12 第一倾斜角支撑板

13 左侧水平移动槽

14右侧水平移动槽

15 前后方向旋转移动轴

15a、17、51 移动电动机

16、16a 前后方向移动台

17a 左右方向移动台

17b 喷嘴

18、18a 左右方向移动轴

19 左右方向旋转轴

21、21a 上下移动轴

22 移动槽

23 上下移动台

24 上下方向旋转轴

25 移动电动机

26 下面支撑台

27 上面支撑台

28 第二倾斜角支撑板

29 第三倾斜角支撑板

31 第五倾斜角支撑板

32 第六倾斜角支撑板

33 旋转基轴

41 第四倾斜角支撑板

42 下面突出部

43 输入端子

44 电路部

52 移动轴

100 3D打印机