一种装卸耗材装置及3D打印机的制作方法

本实用新型涉及3d打印技术领域，具体而言，涉及一种装卸耗材装置及3d打印机。

背景技术：

fdm级桌面3d打印机的工作原理是采用一种热塑性耗材通过打印头的挤出机将耗材加热融化，挤出机喷头沿需要打印的零件的轮廓运动，同时将融化的耗材挤出，耗材迅速固化后形成零件。但随着3d打印机的逐渐普及，3d打印机耗材的装卸载等环节存在的问题逐渐显现出来。3d打印机在工作的时候，容易出现断料、堵料、卡料等问题。如没有及时发现，会造成打印零件不成功、不符合设计要求、浪费耗材以及降低3d打印机的寿命，给用户带来损失。

目前，检测耗材断料的装置主要是基于光学检测装置，结构较为复杂，成本较高，且功能单一。同时，3d打印机在装载耗材的时候，需要用户手动装载耗材并观察3d打印机是否装载完毕，然后手动停止装载。若没有及时停止装载会造成耗材的浪费以及造成3d打印机做无用功，降低3d打印机的工作效率。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种装卸耗材装置及3d打印机，以实现在装卸耗材过程中，易于自动装载耗材以及检测是否装载完成或发生断堵料等情况。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种装卸耗材装置，包括：送料轮，可相对转动以输送耗材；从动轮，与所述送料轮相对设置，以配合所述送料轮输送耗材；驱动机构，与所述送料轮传动连接；限位开关，包括分别设置于所述送料轮输送路径前后两侧的第一微动开关以及第二微动开关，所述第一微动开关与所述第二微动开关均具有一倾斜设置的动作簧片，且耗材与所述送料轮接触前触发所述第一微动开关的动作簧片，耗材装载成功后触发所述第二微动开关的动作簧片；电流检测模块，与所述驱动机构电性连接，以检测、反馈所述驱动机构的工作电流；运算控制模块，与所述驱动机构、第一微动开关、第二微动开关以及电流检测模块均电性连接。

较佳地，还包括承载块，所述承载块两侧分别开设有进料孔与出料孔，且通过导料通道相贯通；所述送料轮与所述从动轮均设置于所述承载块内，且均部分伸入所述导料通道中；所述第一微动开关靠近所述进料孔设置，所述第二微动开关靠近所述出料孔设置，且所述动作簧片均部分伸入所述导料通道内。

较佳地，所述送料轮设置于所述导料通道的上方位置，所述从动轮设置于所述导料通道的下方位置；所述送料轮与所述从动轮正对配合设置，且之间具有一横向间隙以容纳输送中的耗材。

较佳地，所述第一微动开关与所述第二微动开关分别设置于所述从动轮两侧，所述动作簧片沿所述导料通道倾斜朝上设置且部分暴露于所述导料通道内。

较佳地，所述第一微动开关的动作簧片触发后发送启动信号至所述运算控制模块，以控制所述驱动机构运行；所述第二微动开关的动作簧片触发后发送装载成功信号至所述运算控制模块。

较佳地，所述运算控制模块接收所述装载成功信号后，根据耗材从所述出料孔至打印头之间的距离，控制所述驱动机构的启停以调节耗材的进给位置。

较佳地，所述进料孔呈圆台状，且直径较小的一端与所述导料通道的入口端相连通以及适配；所述出料孔呈柱状，所述出料孔的孔径大于所述导料通道的孔径。

较佳地，所述驱动机构为步进电机，所述步进电机正转以驱动所述送料轮正向装载耗材，反转以驱动所述送料轮反向卸载耗材。

较佳地，所述步进电机与所述电流检测模块电性连接，以检测所述步进电机的实时电流，反馈至所述运算控制模块；所述运算控制模块设有电流阈值，所述实时电流超出所述电流阈值时，所述运算控制模块生成并发送警告信号。

本申请另提供一种3d打印机，包括所述的装卸耗材装置以及用于固定所述装卸耗材装置的承载座，所述承载座与所述装卸耗材装置之间设有弹簧螺丝，以使所述装卸耗材装置稳固于所述承载座内。

通过采用上述技术方案，本实用新型可以取得以下技术效果：

1、本申请的装卸耗材装置，通过设置在送料轮输送路径前后两侧的第一微动开关以及第二微动开关，使得送料轮输送耗材过程中，依次分别触发第一微动开关以及第二微动开关，进而通过运算控制模块控制驱动机构的启闭，实现耗材进入送料轮后的自动装卸以及启停。且电流检测模块与驱动机构以及运算控制模块电性相连，使得电流检测模块可检测驱动机构的实时电流，反馈至运算控制模块以判断是否发生断料、堵料等情况，更为简便且高效。

2、通过承载块设置的进料孔、出料孔以及导料通道，使得送料轮与从动轮以及第一微动开关与第二微动开关均置于承载块上，且送料轮与从动轮均部分伸入导料通道内，第一微动开关与第二微动开关的动作簧片均沿导料通道倾斜朝上设置且部分暴露于导料通道内，保证了耗材经由进料孔进入导料通道内后，先后触发第一微动开关以及第二微动开关，以控制驱动机构的启停，从而实现自动装卸耗材。

3、运算控制模块接收第一微动开关触发后的启动信号以控制驱动机构开启，使得送料轮转动以沿导料通道输送耗材，直至耗材触发第二微动开关触发后，运算模块接收到装载成功信号，再根据耗材从出料孔至打印头之间的距离，控制驱动机构启停以调节耗材的进给位置，实现智能输送耗材至打印头处，提高输送效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型的一实施例的装卸耗材装置的结构示意图；

图2图1在另一视角下的剖面示意图；

图3为本实用新型一实施例的装卸耗材装置的流程框图；

图4和图5为本实用新型一实施例的装卸耗材装置的使用状态图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。

结合图1至图3，本申请的装卸耗材装置包括送料轮1、从动轮2、驱动机构3、限位开关4、电流检测模块5以及运算控制模块6。

送料轮1可相对转动，且从动轮2与送料轮1相对设置，用以配合送料轮1输送耗材。驱动机构3与送料轮1传动连接，以驱动送料轮1转动输送耗材。限位开关4包括分别设置于送料轮1输送路径前后两侧的第一微动开关41以及第二微动开关42，第一微动开关41与第二微动开关42均具有一倾斜设置的动作簧片43，且耗材与送料轮1接触前触发第一微动开关41的动作簧片43，耗材装载成功后触发第二微动开关42的动作簧片43。电流检测模块5与驱动机构3电性连接，以检测、反馈驱动机构3的工作电流。运算控制模块6与驱动机构3、第一微动开关41、第二微动开关42以及电流检测模块5均电性连接。通过设置在送料轮1输送路径前后两侧的第一微动开关41以及第二微动开关42，使得送料轮1输送耗材过程中，依次分别触发第一微动开关41以及第二微动开关42，进而通过运算控制模块6控制驱动机构3的启闭，实现耗材进入送料轮后的自动装卸以及启停。且电流检测模块5与驱动机构3以及运算控制模块6电性相连，使得电流检测模块5可检测驱动机构3的实时电流，反馈至运算控制模块6以判断是否发生断料、堵料等情况，更为简便且高效。

本实施例的装卸耗材装置还包括承载块7。承载块7两侧分别开设有进料孔71与出料孔72，且通过导料通道73相贯通。优选地，进料孔71呈圆台状，且直径较小的一端与导料通道73的入口端相连通以及适配。出料孔72呈柱状，且出料孔72的孔径大于导料通道73的孔径。通过圆台状的进料孔71以及孔径大于导料通道73的出料孔72，便于耗材经由进料孔71进入导料通道73内，再由出料孔72输送至打印头中。

送料轮1与从动轮2均设置于承载块7内，且均部分伸入导料通道73中。在本实施例中，送料轮1设置于导料通道73的上方位置，从动轮2设置于导料通道73的下方位置。置于上方的送料轮1的下端部分伸入导料通道73中，置于下方的从动轮2的上端部分伸入导料通道73中。送料轮1与从动轮2正对配合设置，且之间具有一横向间隙a以容纳输送中的耗材，实现耗材在送料轮1的转动带动下通过横向间隙a沿导料通道73输送。

请参阅图2，输送路径的前后两侧以横向间隙a来划分，定义位于横向间隙a左侧的部分为输送路径的前侧，位于横向间隙a右侧的部分为输送路径的后侧。限位开关4包括分别设置于送料轮输送路径前侧的第一微动开关41以及后侧第二微动开关42。在本实施例中，第一微动开关41靠近进料孔71设置，第二微动开关42靠近出料孔72设置，且动作簧片43均部分伸入导料通道73内。其中，第一微动开关41与第二微动开关42分别设置于从动轮2两侧(沿输送路径的前后两侧)，动作簧片43均沿导料通道73倾斜朝上设置且部分暴露于导料通道73内。通过承载块7设置的进料孔71、出料孔72以及导料通道73，使得送料轮1与从动轮2以及第一微动开关41与第二微动开关42均置于承载块7上，且送料轮1与从动轮2均部分伸入导料通道73内，第一微动开关41与第二微动开关42的动作簧片43均沿导料通道73倾斜朝上设置且部分暴露于导料通道73内，保证了耗材经由进料孔41进入导料通道73内后，先后触发第一微动开关41以及第二微动开关42，以控制驱动机构3的启停，从而实现自动装卸耗材。

结合图3，第一微动开关41的动作簧片43触发后发送启动信号至运算控制模块6，以控制驱动机构3运行。第二微动开关42的动作簧片43触发后发送装载成功信号至运算控制模块6。运算控制模块6接收装载成功信号后，根据耗材从出料孔42至打印头之间的距离，控制驱动机构3的启停以调节耗材的进给位置。

具体地，在耗材的输送过程中，用户手动将耗材推入进料孔41内，沿导料通道73移动，抵接至位于输送路径前侧的部分斜向暴露的第一微动开关41的动作簧片43，触发第一微动开关41开启以发送启动信号至运算控制模块6，进而控制驱动机构3启动，使得移动至横向间隙a的耗材在送料轮1与从动轮2的配合转动下沿导料通道73输送，实现自动装载耗材。直至耗材移动至抵接位于输送路径后侧的部分斜向暴露的第二微动开关42的动作簧片，触发第二微动开关42开启以发送装载成功信号至运算控制模块6。运算控制模块6接收装载成功信号后，根据耗材从出料孔42至打印头之间的距离，控制驱动机构3启停以调节耗材的进给位置，精确装载耗材的输送距离，提高输送效率。

进一步地，驱动机构3为步进电机，步进电机正转以驱动送料轮1正向装载耗材，反转以驱动送料轮1反向卸载耗材。步进电机与电流检测模块5电性连接，以检测步进电机的实时电流，反馈至运算控制模块6。运算控制模块6设有电流阈值，实时电流超出电流阈值时，运算控制模块6生成并发送警告信号，用以判断是否发生断料、堵料等情况，简便且高效。

结合图4和图5，本申请另提供一种3d打印机，包括的装卸耗材装置以及用于固定装卸耗材装置的承载座8。承载座8与装卸耗材装置之间设有弹簧螺丝9，以使装卸耗材装置稳固于承载座8内。

容易理解，本申请的装卸耗材装置并不限于应用于3d打印机上，亦可应用于其它产品上。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。