一种能够自发电的3D打印设备的制作方法

本发明涉及3d打印设备领域，特别涉及一种能够自发电的3d打印设备。

背景技术：

3d打印机(3dprinters)简称(3dp)是一位名为恩里科·迪尼(enricodini)的发明家设计的一种神奇的打印机，它不仅可以“打印”一幢完整的建筑，甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品的形状。

2016年2月3日讯，中国科学院福建物质结构研究所3d打印工程技术研发中心林文雄课题组在国内首次突破了可连续打印的三维物体快速成型关键技术，并开发出了一款超级快速的连续打印的数字投影(dlp)3d打印机。该3d打印机的速度达到了创记录的600mm/s，可以在短短6分钟内，从树脂槽中“拉”出一个高度为60mm的三维物体，而同样物体采用传统的立体光固化成型工艺(sla)来打印则需要约10个小时，速度提高了足足有100倍！3d打印实现太空工业化。

在现有的3d打印设备中，都不具有自发电功能，以至于在设备突然失电的时候，就会无法正常工作，从而降低了打印设备工作的可靠性和实用性；不仅如此，在3d打印设备工作的时候，内部的工作电源电路需要输出稳定的工作电压，但是由于缺少反极性电路，在需要提供反极性电源电压的时候，往往就无法满足要求，从而降低了3d打印设备的实用性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种能够自发电的3d打印设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种能够自发电的3d打印设备，包括外壳、发电机构、中控机构和打印机构，所述发电机构设置在外壳的上方，所述中控机构设置在外壳的一侧，所述打印机构设置在外壳的内部，所述打印机构和发电机构均与中控机构电连接；

所述发电机构包括太阳能电池板、竖向设置的第一支撑杆、第一支座和调节机构，所述第一支座设置在太阳能电池板的一端，所述太阳能电池板的另一端通过调节组件与外壳连接，所述第一支撑杆的一端设置在外壳的顶部，所述第一支撑杆的另一端与第一支座铰接；

所述调节机构包括第二支座、第二支撑杆、限位杆和限位板，所述限位板设置在外壳的顶部，所述第二支座设置在太阳能电池板的下端面，所述第二支撑杆的一端与第二支座铰接，所述第二支撑杆的另一端与限位杆连接，所述限位板上设有若干限位槽，所述限位槽沿着限位板的上端面均匀分布，所述限位杆与限位槽匹配；

其中，太阳能电池板用来进行太阳能发电，从而提高了3d打印设备的续航能力，提高了其实用性，太阳能电池板的一端通过第一支撑杆能够实现支撑，随后通过调节机构来控制太阳能电池板的另一端的高度，从而能够实现了太阳能电池板的角度的变化，进一步提高了其实用性。

其中，太阳能电池板的另一端通过第二支座与第二支撑杆的一端连接，此时第二支撑杆的另一端通过限位杆与限位板上的不同限位槽进行匹配，从而就能够实现第二支撑杆的角度的变化，从而实现了整个调节机构的高度变化，来实现太阳能电池板的角度的变化，从而可以使得3d打印设备能够满足于不同纬度，进一步提高了其实用性。

所述中控机构包括面板和中控组件，所述中控组件设置在面板的内部，所述面板上还设有显示界面、控制按键和状态指示灯，所述中控组件包括中央控制模块、与中央控制模块连接的电能转换模块、电机控制模块、无线通讯模块、打印控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为plc，所述太阳能电池板与电能转换模块电连接，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路、第一电容、第二电容和第三电容，所述集成电路的型号为lt1083-5/12，所述集成电路的输入端分别通过第一电容和第二电容接地，所述集成电路的接地端通过第三电容与集成电路的输出端连接，所述集成电路的输出端接地。

其中，中央控制模块，用来对3d打印设备进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块是plc，也能够是单片机，实现了对3d打印设备中的各个模块进行智能化控制，提高了3d打印设备的智能化；电能转换模块，用来进行电能转换的模块，在这里，通过对太阳能电池板进行控制，从而能够实现将太阳能转换成电能，实现了3d打印设备的持续工作；电机控制模块，用来实现电机控制的模块，在这里，通过对第一电机和第二电机进行控制，从而就能够实现打印喷头的垂直方向和水平方向的移动，提高了3d打印的可靠性；无线通讯模块，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对3d打印设备的信息进行远程监控，实现了3d打印设备的智能化；显示控制模块，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面进行控制，能够对3d打印设备的工作信息进行实时显示，提高了3d打印设备的实用性；按键控制模块，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键的操控信息进行采集，从而能够对3d打印设备进行实施现场操控，提高了3d打印设备的可操作性；状态指示模块，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯的亮暗控制，能够对3d打印设备的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给3d打印设备内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了3d打印设备的可靠性。

其中，在工作电源电路中，集成电路的输入端首先通过第一电容和第二电容对输入电压进行滤波处理，提高了电源电压的可靠输入，随后再经过集成电路的内部的极性反向，从而能够实现电源电压的反极性输出，同时再经过第三电容对输出电压进行滤波，提高了工作电源电路的可靠性，提高了3d打印设备的可靠性和实用性。

具体的，所述打印机构包括打印组件、水平移动组件和竖向移动组件，所述竖向移动组件通过水平移动组件与打印组件传动连接。

具体的，所述竖向移动组件包括第一电机、第一驱动轴和竖向移动板，所述第一电机设置在外壳的内部的顶部，所述第一电机通过第一驱动轴与竖向移动板传动连接，所述第一电机与电机控制模块电连接。

具体的，所述水平移动组件包括第二电机、第二驱动轴和导向组件，所述第二电机水平设置在竖向移动板的下端面，所述第二电机通过第二驱动轴与打印组件传动连接，所述导向组件设置在第二驱动轴上，所述第二电机与电机控制模块电连接。

具体的，所述导向组件包括导向杆和导向块，所述导向杆设置在竖向移动板的下端面，所述导向块设置在导向杆上，所述第二驱动轴的两侧设有与导向块匹配的导向槽。

其中，在第二驱动轴水平移动的时候，导向块就会在导向槽的内部滑动，同时通过导向杆实现了第二驱动轴的可靠移动，提高了打印的可靠性。

具体的，所述打印组件包括加热管道和打印单元，所述加热管道设置在第二驱动轴的下方，所述打印单元与加热管道连通且设置在加热管道的下方。

具体的，所述打印单元包括壳体和若干打印喷头，所述打印喷头均匀设置在壳体的内部，所述打印喷头与打印控制模块电连接。

具体的，所述打印喷头的中心点连接线与第二驱动轴的移动方向垂直。

具体的，所述面板的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

具体的，所述外壳的内部的底部设有工作台。

其中，第一电机通过第一驱动轴来控制竖向移动板的升降，实现了打印喷头的竖向移动；第二电机通过第二驱动轴实现了打印喷头的水平移动；同时，各打印喷头打印喷头的中心点连接线与第二驱动轴的移动方向垂直，配合加热管道对原料进行加热，从喷头中喷出，从而能够实现产品的3d打印。

本发明的有益效果是，该能够自发电的3d打印设备中，通过发电机构能够实现3d打印设备的持续工作，提高了其实用性，同时通过调节机构，能够实现太阳能电池板的角度的调节，进一步提高了3d打印设备的实用性；不仅如此，在工作电源电路中，能够实现电源电压的反极性稳定输出，从而提高了3d打印设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的能够自发电的3d打印设备的结构示意图；

图2是本发明的能够自发电的3d打印设备的发电机构的结构示意图；

图3是本发明的能够自发电的3d打印设备的打印机构的结构示意图；

图4是本发明的能够自发电的3d打印设备的打印单元的结构示意图；

图5是本发明的能够自发电的3d打印设备的中控机构的结构示意图；

图6是本发明的能够自发电的3d打印设备的系统原理图；

图7是本发明的能够自发电的3d打印设备的工作电源电路的电路原理图；

图中：1.外壳，2.发电机构，3.打印机构，4.工作台，5.中控机构，6.太阳能电池板，7.第一支座，8.第一支撑杆，9.第二支座，10.限位板，11.第二支撑杆，12.限位杆，13.限位槽，14.第一电机，15.第一驱动轴，16.竖向移动板，17.第二电机，18.第二驱动轴，19.导向杆，20.加热管道，21.壳体，22.打印喷头，23.面板，24.显示界面，25.控制按键，26.状态指示灯，27.蓄电池，28.中央控制模块，29.电能转换模块，30.电机控制模块，31.无线通讯模块，32.打印控制模块，33.显示控制模块，34.按键控制模块，35.状态指示模块，36.工作电源模块，u1.集成电路，c1.第一电容，c2.第二电容，c3.第三电容。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图7所示，一种能够自发电的3d打印设备，包括外壳1、发电机构2、中控机构5和打印机构3，所述发电机构2设置在外壳1的上方，所述中控机构5设置在外壳1的一侧，所述打印机构3设置在外壳1的内部，所述打印机构3和发电机构2均与中控机构5电连接；

所述发电机构2包括太阳能电池板6、竖向设置的第一支撑杆8、第一支座7和调节机构，所述第一支座7设置在太阳能电池板6的一端，所述太阳能电池板6的另一端通过调节组件与外壳1连接，所述第一支撑杆8的一端设置在外壳1的顶部，所述第一支撑杆8的另一端与第一支座7铰接；

所述调节机构包括第二支座9、第二支撑杆11、限位杆12和限位板10，所述限位板10设置在外壳1的顶部，所述第二支座9设置在太阳能电池板6的下端面，所述第二支撑杆11的一端与第二支座9铰接，所述第二支撑杆11的另一端与限位杆12连接，所述限位板10上设有若干限位槽13，所述限位槽13沿着限位板10的上端面均匀分布，所述限位杆12与限位槽13匹配；

其中，太阳能电池板6用来进行太阳能发电，从而提高了3d打印设备的续航能力，提高了其实用性，太阳能电池板6的一端通过第一支撑杆8能够实现支撑，随后通过调节机构来控制太阳能电池板6的另一端的高度，从而能够实现了太阳能电池板6的角度的变化，进一步提高了其实用性。

其中，太阳能电池板6的另一端通过第二支座9与第二支撑杆11的一端连接，此时第二支撑杆11的另一端通过限位杆12与限位板10上的不同限位槽13进行匹配，从而就能够实现第二支撑杆11的角度的变化，从而实现了整个调节机构的高度变化，来实现太阳能电池板6的角度的变化，从而可以使得3d打印设备能够满足于不同纬度，进一步提高了其实用性。

所述中控机构5包括面板23和中控组件，所述中控组件设置在面板23的内部，所述面板23上还设有显示界面24、控制按键25和状态指示灯26，所述中控组件包括中央控制模块28、与中央控制模块28连接的电能转换模块29、电机控制模块30、无线通讯模块31、打印控制模块32、显示控制模块33、按键控制模块34、状态指示模块35和工作电源模块36，所述中央控制模块28为plc，所述太阳能电池板6与电能转换模块29电连接，所述显示界面24与显示控制模块33电连接，所述控制按键25与按键控制模块34电连接，所述状态指示灯26与状态指示模块35电连接；

所述工作电源模块36包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路u1、第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3，所述集成电路u1的型号为lt1083-5/12，所述集成电路u1的输入端分别通过第一电容c1和第二电容c2接地，所述集成电路u1的接地端通过第三电容c3与集成电路u1的输出端连接，所述集成电路u1的输出端接地。

其中，中央控制模块28，用来对3d打印设备进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块28是plc，也能够是单片机，实现了对3d打印设备中的各个模块进行智能化控制，提高了3d打印设备的智能化；电能转换模块29，用来进行电能转换的模块，在这里，通过对太阳能电池板6进行控制，从而能够实现将太阳能转换成电能，实现了3d打印设备的持续工作；电机控制模块30，用来实现电机控制的模块，在这里，通过对第一电机14和第二电机17进行控制，从而就能够实现打印喷头22的垂直方向和水平方向的移动，提高了3d打印的可靠性；无线通讯模块31，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对3d打印设备的信息进行远程监控，实现了3d打印设备的智能化；显示控制模块33，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面24进行控制，能够对3d打印设备的工作信息进行实时显示，提高了3d打印设备的实用性；按键控制模块34，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键25的操控信息进行采集，从而能够对3d打印设备进行实施现场操控，提高了3d打印设备的可操作性；状态指示模块35，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯26的亮暗控制，能够对3d打印设备的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块36，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给3d打印设备内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了3d打印设备的可靠性。

其中，在工作电源电路中，集成电路u1的输入端首先通过第一电容c1和第二电容c2对输入电压进行滤波处理，提高了电源电压的可靠输入，随后再经过集成电路u1的内部的极性反向，从而能够实现电源电压的反极性输出，同时再经过第三电容c3对输出电压进行滤波，提高了工作电源电路的可靠性，提高了3d打印设备的可靠性和实用性。

具体的，所述打印机构3包括打印组件、水平移动组件和竖向移动组件，所述竖向移动组件通过水平移动组件与打印组件传动连接。

具体的，所述竖向移动组件包括第一电机14、第一驱动轴15和竖向移动板16，所述第一电机14设置在外壳1的内部的顶部，所述第一电机14通过第一驱动轴15与竖向移动板16传动连接，所述第一电机14与电机控制模块30电连接。

具体的，所述水平移动组件包括第二电机17、第二驱动轴18和导向组件，所述第二电机17水平设置在竖向移动板16的下端面，所述第二电机17通过第二驱动轴18与打印组件传动连接，所述导向组件设置在第二驱动轴18上，所述第二电机17与电机控制模块30电连接。

具体的，所述导向组件包括导向杆19和导向块，所述导向杆19设置在竖向移动板16的下端面，所述导向块设置在导向杆19上，所述第二驱动轴18的两侧设有与导向块匹配的导向槽。

其中，在第二驱动轴18水平移动的时候，导向块就会在导向槽的内部滑动，同时通过导向杆19实现了第二驱动轴18的可靠移动，提高了打印的可靠性。

具体的，所述打印组件包括加热管道20和打印单元，所述加热管道20设置在第二驱动轴18的下方，所述打印单元与加热管道20连通且设置在加热管道20的下方。

具体的，所述打印单元包括壳体21和若干打印喷头22，所述打印喷头22均匀设置在壳体21的内部，所述打印喷头22与打印控制模块32电连接。

具体的，所述打印喷头22的中心点连接线与第二驱动轴18的移动方向垂直。

具体的，所述面板23的内部还设有蓄电池27，所述蓄电池27与工作电源模块36电连接。

具体的，所述外壳1的内部的底部设有工作台4。

其中，第一电机14通过第一驱动轴15来控制竖向移动板16的升降，实现了打印喷头22的竖向移动；第二电机17通过第二驱动轴18实现了打印喷头22的水平移动；同时，各打印喷头22打印喷头22的中心点连接线与第二驱动轴18的移动方向垂直，配合加热管道20对原料进行加热，从喷头中喷出，从而能够实现产品的3d打印。

与现有技术相比，该能够自发电的3d打印设备中，通过发电机构2能够实现3d打印设备的持续工作，提高了其实用性，同时通过调节机构，能够实现太阳能电池板6的角度的调节，进一步提高了3d打印设备的实用性；不仅如此，在工作电源电路中，能够实现电源电压的反极性稳定输出，从而提高了3d打印设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。