一种用于3D打印机的减震式自动调平装置的制作方法

文档序号:15259581发布日期:2018-08-24 21:20阅读:204来源:国知局

本发明涉及3d打印机领域,具体为一种用于3d打印机的减震式自动调平装置。



背景技术:

3d打印机又称三维打印机(3dp),是一种累积制造技术,即快速成形技术的一种机器,它是一种数字模型文件为基础,运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3d打印机的原理是把数据和原料放进3d打印机中,机器会按照程序把产品一层层造出来。

3d打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料,堆叠薄层的形式有多种多样,可用于打印的介质种类多样,从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质,令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。

3d打印带来了世界性制造业革命,以前是部件设计完全依赖于生产工艺能否实现,而3d打印机的出现,将会颠覆这一生产思路,这使得企业在生产部件的时候不再考虑生产工艺问题,任何复杂形状的设计均可以通过3d打印机来实现。

但是,现有的用于3d打印机的减震式自动调平装置存在以下缺陷:

(1)现有技术中用于3d打印机的减震式自动调平装置在使用的过程,由于自动调平装置只能进行粗略的调整,使得3d打印的模型底座不平,导致打印的产品外观发生倾斜等质量不合格的现象,存在一定的缺陷;

(2)现有技术中用于3d打印机的减震式自动调平装置多采用弹簧或其他弹性物质作为减震的介质,弹簧或其他弹性物质吸收振动能量后会发生反弹,引起整个装置的振动,造成3d打印机产品质量的下降。



技术实现要素:

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种用于3d打印机的减震式自动调平装置,本发明不仅能够有效地解决减震过程中所带来的反弹振动问题,同时还能自动精确地进行调平任务,大大提升了3d打印机产品的质量,能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种用于3d打印机的减震式自动调平装置,包括固定支撑装置,所述固定支撑装置上表面设有减震装置,且减震装置上部与固定支撑装置活动连接,所述减震装置上固定安装有减震防反弹装置,所述减震装置上方设有水平调整装置,所述水平调整装置通过活动连接件与固定支撑装置活动连接,所述水平调整装置下底面通过吊杆固定连接有水平检测装置,所述水平检测装置电性连接有自动控制系统。

进一步地,所述固定支撑装置包括支撑板,所述支撑板四角上均固定安装有支撑杆,所述支撑杆顶端固定安装有限位板,所述支撑杆上活动设有活动套,所述活动套内设有截面呈半圆形的环形滑槽,所述环形滑槽与支撑杆之间活动设有若干滚珠。

进一步地,所述减震装置包括减震筒,所述减震筒内壁活动设有减震活塞,所述减震活塞与减震筒底部固定连接有减震弹簧,所述减震活塞顶端的中心位置固定安装有减震杆,所述减震杆与减震筒顶端通过限位环活动连接,所述减震杆左侧等间距设有若干卡槽,所述减震杆顶部固定安装有减震板。

进一步地,所述减震防反弹装置包括缓冲筒,所述缓冲筒底部与减震筒底部连接,所述缓冲筒底部还设有排气阀,所述缓冲筒上部与减震筒之间连接有密封管,所述密封管中部设有复位槽,所述密封管内活动设有传动杆,所述传动杆右端穿过减震筒左侧面并固定连接有卡位块,所述传动杆中部固定安装有复位弹块,且复位弹块与复位槽右底面之间连接有复位弹簧,所述传动杆左端固定安装有传动块,所述传动块左侧面滑动接触有推进块,所述推进块滑动安装在缓冲筒内壁上,所述推进块下底面固定连接有缓冲活塞,所述缓冲活塞与缓冲筒内壁滑动接触。

进一步地,所述卡位块与卡槽形状匹配,所述卡位块为截面呈四分之一圆的柱状结构,所述传动块和推进块均呈三棱柱结构。

进一步地,所述水平调整装置包括固定安装在减震板四角的四个调节气缸,四个所述调节气缸顶部活动安装有承载板,所述承载板上表面设有放置槽。

进一步地,所述活动连接件包括固定安装在活动套上的球状连接盘,所述球状连接盘顶部设有加注孔,所述球状连接盘活动设有球形的活动块,所述活动块右侧连接有伸缩杆,所述伸缩杆包括内杆和外杆,所述内杆与外杆活动连接,所述内杆左端与活动块固定连接,所述内杆右端固定安装有限位盘,所述外杆左端固定安装有限位套,所述外杆右端与承载板固定连接。

进一步地,所述球状连接盘内通过加注孔添加有润滑油。

进一步地,所述水平检测装置包括固定安装在吊杆底端的检测盘,所述检测盘内设有检测凹槽,所述检测凹槽下底面的中心位置设有保护槽,所述保护槽内活动设有顶块,所述顶块上表面活动设有检测钢珠,所述顶块下底面固定安装有调节螺栓,所述调节螺栓穿过检测盘下底面并与检测盘下底面螺纹连接,所述调节螺栓底端固定安装有调节把手。

进一步地,所述自动控制系统包括单片机,所述单片机电性连接有可控硅和模数转换模块,所述可控硅与调节气缸电源输入端电性连接,所述模数转换模块电性连接有若干压力传感器,所述压力传感器呈圆周分布固定安装在检测凹槽内。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

(1)本发明的减震装置将外界振动产生的机械能转化为减震弹簧的弹性势能以及压缩空气时产生的热能,减小了3d打印机振动的幅度,起到了减震的效果,提升了3d打印机工作时的稳定性;

(2)本发明的减震防反弹装置通过压缩空气实现减震的目的,同时还能时减震装置中减震弹簧减震时产生的弹性势能储存起来,防止了减震弹簧203内的弹性势能释放造成的振动;

(3)本发明的水平检测的装置通过检测钢珠滚动的位置进行水平位置的检测,能够有效地检测承载板的倾斜位置,提升了水平调整装置工作的进度,防止了3d打印机打印的产品发生倾斜现象。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图;

图2为本发明的减震装置和减震防反弹装置连接结构示意图;

图3为本发明伸缩杆的结构示意图;

图4为本发明的水平检测装置结构示意图;

图5为本发明的水平检测装置的俯视结构示意图;

图6为本发明的自动控制系统结构示意图。

图中标号:

1-固定支撑装置;2-减震装置;3-减震防反弹装置;4-水平调整装置;5-活动连接件;6-吊杆;7-水平检测装置;8-自动控制系统;9-润滑油;

101-支撑板;102-支撑杆;103-限位板;104-活动套;105-环形滑槽;106-滚珠;

201-减震筒;202-减震活塞;203-减震弹簧;204-减震杆;205-卡槽;206-减震板;207-限位环;

301-缓冲筒;302-排气阀;303-密封管;304-复位槽;305-传动杆;306-卡位块;307-复位弹簧;308-传动快;309-推进块;310-缓冲活塞;311-复位弹块;

401-调节气缸;402-承载板;403-放置槽;

501-球形连接盘;502-加注孔;503-活动块;504-伸缩杆;

701-检测盘;702-检测凹槽;703-保护槽;704-顶块;705-调节螺栓;706-调节把手;707-检测钢珠;

801-单片机;802-可控硅;803-模数转换模块;804-压力传感器;

5041-内杆;5042-外杆;5043-限位盘;5044-限位套。

具体实施方式

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、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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。

如图1至图6所示,本发明提供了一种用于3d打印机的减震式自动调平装置,包括固定支撑装置1,所述固定支撑装置1上表面设有减震装置2,且减震装置2上部与固定支撑装置1活动连接,所述减震装置2上固定安装有减震防反弹装置3,所述减震装置2上方设有水平调整装置4,所述水平调整装置4通过活动连接件5与固定支撑装置1活动连接,所述水平调整装置5下底面通过吊杆6固定连接有水平检测装置7,所述水平检测装置7电性连接有自动控制系统8。

本实施方式中,固定支撑装置1为整个装置提供安装和支撑的平台,减震装置2将振动时的机械能转换为弹簧的弹性势能,降低了振动的幅度,以达到减震的目的,减震防反弹装置3通过压缩空气实现减震的目的,同时还能将减震装置2内减震时产生的弹性势能储存起来,防止了减震装置2内弹性势能释放造成的振动,减震装置2和减震防反弹装置3的配合,实现了良好的减震功能,同时还能避免减震后造成的反弹振动,有效地保证了3d打印机的打印质量,水平调整装置4进行水平位置的调整,使得打印平台始终处于水平状态,防止了3d打印机的打印产品出现倾斜的现象,活动连接件5作为水平调整装置4和固定支撑装置1的中间连接件,能够为水平调整装置4提供活动的空间范围,便于对位置进行调整,水平检测装置7对水平调整装置4的位置进行实时检测,并将检测的结果传送给自动控制系统8,自动控制系统8对传送来的水平调整装置4的位置信息进行分析,并根据分析的结果做出相应的处理,自动控制系统8将相应的处理信号传递给水平调整装置4,水平调整装置4对自身的位置进行调整以达到水平的位置。

所述固定支撑装置1包括支撑板101,所述支撑板101四角上均固定安装有支撑杆102,所述支撑杆102顶端固定安装有限位板103,所述支撑杆102上活动设有活动套104,所述活动套104内设有截面呈半圆形的环形滑槽105,所述环形滑槽105与支撑杆102之间活动设有若干滚珠106。

本实施方式中,固定支撑装置1为整个装置提供安装和支撑的平台,在本实施方式中,活动套104与支撑杆102之间通过滚珠106实现传动的目的,减小了活动套104上下滑动时的阻力,便于后续水平调整装置4进行位置调整。

所述减震装置2包括减震筒201,所述减震筒201内壁活动设有减震活塞202,所述减震活塞202与减震筒201底部固定连接有减震弹簧203,所述减震活塞202顶端的中心位置固定安装有减震杆204,所述减震杆204与减震筒201顶端通过限位环207活动连接,所述减震杆204左侧等间距设有若干卡槽205,所述减震杆204顶部固定安装有减震板206。

本实施方式中,减震装置2将外界振动产生的机械能转化为减震弹簧203的弹性势能,减小了3d打印机振动的幅度,起到了减震的效果,提升了3d打印机工作时的稳定性。

在本实施方式中,减震杆204与减震板206的配合,为外部装置提供支撑的平台,当外界条件引起装置振动时,振动产生的机械能依次通过减震板206、减震杆204以及减震活塞202传递到减震弹簧203上,减震弹簧203将振动携带的机械能转化为自身的弹性势能,减小了整个装置的振动幅度,从而到达减震的效果,提升了3d打印机的打印质量。

其中减震活塞202在活动的过程中压缩减震筒201内的空气,将外部振动产生的机械能转为空气压缩时产生的热能,也起到了一定减震效果,减震杆204与限位环207内圈滑动接触,通过限位环207的限制作用,防止了减震杆204发生倾斜而无法起到良好的支撑效果。

所述减震防反弹装置3包括缓冲筒301,所述缓冲筒301底部与减震筒201底部连接,所述缓冲筒301底部还设有排气阀302,所述缓冲筒301上部与减震筒201之间连接有密封管303,所述密封管303中部设有复位槽304,所述密封管303内活动设有传动杆305,所述传动杆305右端穿过减震筒201左侧面并固定连接有卡位块306,所述传动杆305中部固定安装有复位弹块311,且复位弹块311与复位槽304右底面之间连接有复位弹簧307,所述传动杆305左端固定安装有传动块308,所述传动块308左侧面滑动接触有推进块309,所述推进块309滑动安装在缓冲筒301内壁上,所述推进块309下底面固定连接有缓冲活塞310,所述缓冲活塞310与缓冲筒301内壁滑动接触。

本实施方式中,减震防反弹装置3通过压缩空气实现减震的目的,同时还能将减震装置2中的减震弹簧203减震时产生的弹性势能储存起来,防止了减震弹簧203内的弹性势能释放造成的振动。

在本实施方式中,减震防反弹装置3具体的工作流程为:

(1)减震:当外界环境造成装置振动时,减震装置2起到了第一层减震效果,在减震装置2实现减震效果的同时,减震活塞202会向下移动,减震筒201底部的空气被压缩,气压增大,与此同时,与减震筒201底部连接的缓冲筒301底部气压值随之一起增大,缓冲活塞310向上运动,缓冲筒301上部的空气被压缩,机械振动产生的机械能转化为空气压缩时产生的热能,降低了机械振动的幅度,起到了一定的缓冲作用;

(2)防反弹:减震装置2在工作的过程中,减震活塞202向下运动,与减震活塞202连接的减震杆204也随之一起向下运动,与此同时,缓冲活塞310底部处于正压,使得缓冲活塞310受到向上的推力,缓冲筒301内的缓冲活塞310向上运动,位于缓冲活塞310上表面的推进块309向上运动,通过传动块308将竖直方向上的运动转化为传动杆305水平方向上的运动,传动杆305向右运动,推动卡位块306进入卡槽205,减震杆204被卡死,减震弹簧203上储存的弹性势无法得到释放,不会造成减震杆204向上运动;

(3)恢复起始状态:即释放减震弹簧203内储存的弹性势能,具体的步骤为:打开排气阀302,减震筒201和缓冲筒301底部压缩的空气被排出,此时缓冲活塞310未受到气压差产生的向上的推力,而传动杆305在复位弹簧307弹力的作用下,推动传动杆305向左运动,卡位块306从卡槽205中被抽出,减震杆204不受限制,可向上运动并将减震弹簧203储存的弹性势能释放。

所述卡位块306与卡槽205形状匹配,所述卡位块306为截面呈四分之一圆的柱状结构,所述传动块308和推进块309均呈三棱柱结构。

本实施方式中,卡位块306和卡槽205截面设置为四分之一圆结构,具有单向运动的功能,即减震杆204只能向下运动,防止了减震杆204反弹向上运动产生的振动,传动快308和推进块309设置为三棱柱结构,能够将竖直方向上的运动转化为水平方向上的运动,实现减震杆204的限位卡死,防止了反弹。

所述水平调整装置4包括固定安装在减震板206四角的四个调节气缸401,四个所述调节气缸401顶部活动安装有承载板402,所述承载板402上表面设有放置槽403。

本实施水平调整装置4通过调整四个调节气缸401活塞杆伸出长度的相对位置进行水平位置的调整,在本实施方式中,调节气缸401选用电动气缸,便于后续自动控制系统8进行水平位置的自动调整,防止槽403的设置,防止支撑的物体从减震板206上滑落。

所述活动连接件5包括固定安装在活动套104上的球状连接盘501,所述球状连接盘501顶部设有加注孔502,所述球状连接盘501活动设有球形的活动块503,所述活动块503右侧连接有伸缩杆504,所述伸缩杆504包括内杆5041和外杆5042,所述内杆5041与外杆5042活动连接,所述内杆5041左端与活动块503固定连接,所述内杆5041右端固定安装有限位盘5043,所述外杆5042左端固定安装有限位套5044,所述外杆5042右端与承载板402固定连接。

本实施方式中,活动连接件5作为水平调整装置4和固定支撑装置1的中间连接件,能够为水平调整装置4提供活动的空间范围,便于对位置进行调整。

在本实施方式中,活动块503在球状连接盘501内滑动,能够改变伸缩杆504运动的方向,与伸缩杆504端部连接的承载板402向上运动时,伸缩杆504通过伸缩来改变活动块503和承载板402之间的连接长度,同时通过活动块503的旋转实现伸缩杆504的逆时针旋转;承载板402向下运动时,伸缩杆504通过伸缩来改变活动块503和承载板402之间的连接长度,同时通过活动块503的旋转实现伸缩杆504的顺时针旋转。

其中伸缩杆504承载板402之间铰接,限位盘5043和限位套5044的设置,防止了内杆5041和外杆5042之间发生脱落。

所述球状连接盘501内通过加注孔502添加有润滑油9。

本实施方式中,润滑油9的添加,不仅能够减小球状连接盘501和活动块503之间的摩擦力,同时还能降低磨损。

所述水平检测装置7包括固定安装在吊杆6底端的检测盘701,所述检测盘701内设有检测凹槽702,所述检测凹槽702下底面的中心位置设有保护槽703,所述保护槽703内活动设有顶块704,所述顶块704上表面活动设有检测钢珠707,所述顶块704下底面固定安装有调节螺栓705,所述调节螺栓705穿过检测盘701下底面并与检测盘701下底面螺纹连接,所述调节螺栓705底端固定安装有调节把手706。

本实施方式中,水平检测装置7对支撑面进行水平位置的检测,检测盘701和承载板402平行,保证检测盘701和承载板402水平角度相同,水平检测装置7具体的检测原理为:由于检测盘701与承载板402固定连接,检测盘701和承载板402保持同步的倾斜度,当承载板402发生倾斜时,检测盘701随之一起倾斜,检测盘701发生倾斜,位于检测盘701中央的检测钢珠707从顶块704上滑下,向着低处滚动,通过检测检测钢珠的位置即可了解承载板402的倾斜角度。

在本实施方式中,当不需要进行水平位置检测的时候,旋转把手706,调节螺栓705向下运动,与调节螺栓705顶部连接的顶块704也随之一起向下运动,落入到保护槽703中,检测钢珠707受到保护槽703的限制不会在检测盘701表面滑动,避免了对后续检测结果造成影响。

所述自动控制系统8包括单片机801,所述单片机801电性连接有可控硅802和模数转换模块803,所述可控硅802与调节气缸401电源输入端电性连接,所述模数转换模块803电性连接有若干压力传感器804,所述压力传感器804呈圆周分布固定安装在检测凹槽702内。

本实施方式中,自动控制系统8对传送来的水平调整装置4的位置信息进行分析,并根据分析的结果做出相应的处理,自动控制系统8将相应的处理信号传递给水平调整装置4,水平调整装置4对自身的位置进行调整以达到水平的位置。

在本实施方式中,压力传感器804安装在检测凹槽702内,并且压力传感器804检测面与检测盘701上表面平齐,压力传感器804呈圆周分布,能够检测到不同倾斜角,单片机801可选择stc89c51型单片机,进行信息的分析和处理,可控硅802作为开关器件,能够根据单片机801发出的控制信号进行电气通断控制,模数转换模块803对压力传感器804检测到的模拟信号转化为数字信号,并传递给单片机801进行处理。

自动控制系统8具体的工作原理为:当承载板402发生倾斜式,位于检测盘701上检测钢珠707滚动到检测凹槽702内,检测钢珠707滚动到压力传感器804上,通过不同位置的压力传感器804能够检测到检测钢珠707的位置,进而确定承载板倾斜的位置,压力传感器804将检测到的模拟信号传递给模数转换模块803,模数转化模块803将模拟信号转化为数字信号传递给单片机801进行分析,单片机801获取承载板402倾斜的位置后,通过向可控硅802发送驱动信号来驱动调节汽缸401工作,进行水平位置的调整。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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