球头万向调平装置及具有其的光固化3D打印设备的制作方法

球头万向调平装置及具有其的光固化3d打印设备
技术领域
1.本实用新型涉及3d打印技术领域，具体涉及一种球头万向调平装置及具有其的光固化3d打印设备。


背景技术：

2.3d打印又称为增材制造，是一种常用于制造手办等模型的快速成型技术，在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、汽车、航空航天、医疗产业、教育行业以及土木工程等领域都有所应用。3d打印技术具有多个分支，其中，光固化成型技术因其体积小、价格低、速度快以及精度高等优点而深受大众的喜爱，光固化成型技术的原理是将数字模型通过切片软件分割成片状图像并传输至3d打印设备，打印设备通过片状区域发射紫外光固化液态光敏树脂，液态光敏树脂会通过固化粘附在成型平台上，打印平台上升带走固化物后下降，再进行下一层打印，如此重复累计，层层堆叠而完成3d打印过程。
3.在进行3d打印之前，需要对成型平台进行调平，成型平台调平的好坏决定着打印的质量和成功率，现有技术中的调平装置，在调平的过程中，需要多次重复拧紧多个螺栓，来进行调平和锁紧，此种调平装置结构复杂、调节不灵活、调节范围小且力学不稳定，锁紧螺栓还会加大偏差，需要使用者重复多次调平，导致调平过程操作繁琐，在长期使用下，也会发生位移偏转，进而导致打印成功率较低，打印质量较差，生产效率较低。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供一种球头万向调平装置，能够方便快速地对成型平台进行调平，且调平效果较好。
5.本实用新型的球头万向调平装置，解决其技术问题所采用的技术方案是：一种球头万向调平装置，包括：成型平台；球头柱，安装于成型平台的上部，所述球头柱的上端具有圆球；调平组件，包括弹性夹头和第一锁紧件，所述弹性夹头通过球形凹槽与所述圆球相互连接，所述第一锁紧件用于锁紧固定所述弹性夹头和所述圆球。
6.上述的球头万向调平装置，所述调平组件还包括第一夹块和第二夹块，所述球形凹槽包括第一半球形凹槽和第二半球形凹槽，所述第一半球形凹槽和所述第二半球形凹槽分别开设于所述第一夹块和所述第二夹块相对的两个侧面，所述弹性夹头具有竖直安装孔，所述第一夹块和所述第二夹块安装于所述竖直安装孔内。
7.上述的球头万向调平装置，所述弹性夹头的侧部开设有竖直缺口，所述竖直缺口上下贯穿所述弹性夹头，且所述竖直缺口连通所述竖直安装孔，所述第一锁紧件从所述弹性夹头的第一端穿过所述竖直缺口，并连接至所述弹性夹头的第二端。
8.上述的球头万向调平装置，所述弹性夹头的侧部还开设有水平安装孔，所述水平安装孔包括沉头通孔和螺纹孔，所述沉头通孔和所述螺纹孔分别开设于所述弹性夹头的第一端和第二端，所述第一锁紧件穿过所述沉头通孔并螺纹连接所述螺纹孔。
9.上述的球头万向调平装置，所述第一夹块的下部与所述第二夹块的下部分别设有
第一限位台阶和第二限位台阶，所述第一限位台阶和所述第二限位台阶分别位于所述第一夹块和所述第二夹块相互远离的两个侧面，所述第一夹块与所述第二夹块均与所述圆球连接时，所述第一限位台阶至所述第二限位台阶的距离大于所述竖直安装孔的孔径。
10.上述的球头万向调平装置，所述第一夹块的上部与所述第二夹块的上部分别设有第一限位件和第二限位件，所述第一限位件和所述第二限位件分别位于所述第一夹块和所述第二夹块相互远离的两个侧面，所述第一夹块与所述第二夹块均与所述圆球连接时，所述第一限位件至所述第二限位件的距离大于所述竖直安装孔的孔径。
11.上述的球头万向调平装置，所述第一夹块和所述第二夹块分别开设有第一半圆柱凹槽和第二半圆柱凹槽，所述第一半圆柱凹槽和所述第二半圆柱凹槽分别位于所述第一半球形凹槽和所述第二半球形凹槽的下端，所述第一半圆柱凹槽和所述第二半圆柱凹槽的内径分别小于所述第一半球形凹槽和所述第二半球形凹槽的内径，所述球头柱的下端从所述第一半圆柱凹槽和所述第二半圆柱凹槽之间穿过。
12.本实用新型的球头万向调平装置，至少具有如下有益效果：本调平装置结构简单，使用时，将本调平装置安装于3d打印设备上，使弹性夹头与圆球相互连接，并由3d打印设备带动本调平装置朝向打印平台移动，以使成型平台靠近并接触打印平台，由于弹性夹头通过球形凹槽与圆球相互连接，此时可以任意调整成型平台的角度，直至将成型平台完全贴合在打印平台上，也即完全调平成型平台之后，再使用第一锁紧件将弹性夹头和圆球固定连接，从而完成成型平台的调平工作，整个调平过程方便迅速，并能保证调平的效果，调平之后稳定性较高，具有较高的实用性和广阔的应用前景。
13.本实用新型还提供了一种光固化3d打印设备，包括机架和上述的球头万向调平装置，所述机架上设有竖直导轨和打印平台；所述球头万向调平装置竖直滑动连接所述竖直导轨，所述球头万向调平装置可相对所述机架竖直滑动，以使所述成型平台朝向所述打印平台移动并贴合所述打印平台。
14.上述的光固化3d打印设备，还包括连接臂，所述弹性夹头的第二端开设有水平安装槽，所述连接臂的第一端具有连接凸起，所述连接凸起插接所述水平安装槽，所述连接臂竖直滑动连接所述竖直导轨。
15.上述的光固化3d打印设备，所述弹性夹头的第二端开设有第一竖直连接孔，所述第一竖直连接孔上下贯穿所述水平安装槽，所述连接凸起开设有第二竖直连接孔，所述第一竖直连接孔与所述第二竖直连接孔上下对应，所述第一竖直连接孔与所述第二竖直连接孔内插接有第二锁紧件。
16.本实用新型的光固化3d打印设备，应用了上述的球头万向调平装置，在进行3d打印之前，能够方便快速地对成型平台进行调平，调平效果较好，而且调平之后也具有较高的稳定性，能够提高3d打印的质量和成功率，并能提高打印的效率。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步地说明，其中：
18.图1为本实用新型实施例的球头万向调平装置与3d打印设备的部分结构示意图之一(部分结构爆炸显示)；
19.图2为本实用新型实施例的球头万向调平装置与3d打印设备的部分结构示意图之
二(机架等部件未显示)；
20.图3为图2的剖视图；
21.图4为本实用新型实施例的弹性夹头的结构示意图。
22.附图中：100成型平台、200球头柱、210圆球、310弹性夹头、311竖直安装孔、312竖直缺口、313水平安装孔、314第一竖直连接孔、320第一锁紧件、330第一夹块、331第一半球形凹槽、332第一限位台阶、333第一限位件、334第一半圆柱凹槽、340第二夹块、341第二半球形凹槽、342第二限位台阶、343第二限位件、344第二半圆柱凹槽、400竖直导轨、500连接臂、510连接凸起、511第二竖直连接孔、520丝杠安装孔、600第二锁紧件。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例，参照图1至图3，本实用新型的实施例提供了一种球头万向调平装置，包括成型平台100、球头柱200和调平组件，其中，球头柱200安装于成型平台100的上部，且球头柱200的上端具有圆球210，调平组件包括弹性夹头310和第一锁紧件320，弹性夹头310通过球形凹槽与圆球210相互连接，第一锁紧件320用于锁紧固定弹性夹头310和圆球210。
24.本调平装置的结构较为简单，使用时，将本调平装置安装于3d打印设备上，使弹性夹头310与圆球210相互连接，并由3d打印设备带动本调平装置朝向打印平台移动，以使成型平台100靠近并接触打印平台，由于弹性夹头310通过球形凹槽与圆球210相互连接，此时可以任意调整成型平台100的角度，直至将成型平台100完全贴合在打印平台上，也即完全调平成型平台100之后，再使用第一锁紧件320将弹性夹头310和圆球210固定连接，从而完成成型平台100的调平工作，整个调平过程方便迅速，并能保证调平的效果，调平之后稳定性较高，具有较高的实用性和广阔的应用前景。
25.需要注意的是，这里所说的弹性夹头310通过球形凹槽与圆球210相互连接，既可以指球形凹槽是开设于弹性夹头310内部的，当然，也可以指球形凹槽并未开设于弹性夹头310内部，对于后者，在此提供一种例子进行说明，具体地，参照图1，调平组件还包括第一夹块330和第二夹块340，球形凹槽包括第一半球形凹槽331和第二半球形凹槽341，第一半球形凹槽331和第二半球形凹槽341分别开设于第一夹块330和第二夹块340相对的两个侧面，弹性夹头310具有竖直安装孔311，第一夹块330和第二夹块340安装于竖直安装孔311内，安装时，第一夹块330和第二夹块340相互靠近贴合，以使圆球210位于第一半球形凹槽331和第二半球形凹槽341之间，再将弹性夹头310套设于第一夹块330和第二夹块340上，使第一夹块330和第二夹块340均位于弹性夹头310的竖直安装孔311内。具体地，在第一锁紧件320未锁紧之时，圆球210与球形凹槽之间为间隙配合，间隙值为0.05mm～0.15mm，以使得圆球210能在球形凹槽内转动，而又不至于发生较大的晃动。具体地，竖直安装孔311为方形孔，第一夹块330与第二夹块340均为方形块，以便于在锁紧状态下，第一夹块330和第二夹块340能够稳固地被压紧于竖直安装孔311内。
26.具体地，参照图1和图4，弹性夹头310的侧部开设有竖直缺口312，竖直缺口312上下贯穿弹性夹头310，且竖直缺口312连通竖直安装孔311，第一锁紧件320从弹性夹头310的第一端穿过竖直缺口312，并连接至弹性夹头310的第二端，在调平过程中，圆球210能在球形凹槽内转动，以便于使成型平台100贴合打印平台，将成型平台100调平之后，安装拧紧第
一锁紧件320，此时竖直缺口312受到挤压，弹性夹头310的第一端向第二端靠近，进而使得第一夹块330和第二夹块340相互靠近，第一半球凹槽331和第二半球形凹槽341341相互挤压圆球210，使得圆球210、第一夹块330、第二夹块340和弹性夹头310固定为一个整体，圆球210无法在球形凹槽内转动，最终完成调平过程，在后续使用的过程中，圆球210的固定较为可靠，能够避免成型平台100发生偏移。
27.具体地，继续参照图1和图4，弹性夹头310的侧部还开设有水平安装孔313，水平安装孔313包括沉头通孔和螺纹孔，沉头通孔和螺纹孔分别开设于弹性夹头310的第一端和第二端，第一锁紧件320穿过沉头通孔并螺纹连接螺纹孔，第一锁紧件320具体为长螺栓，长螺栓安装在水平安装孔313内，在未拧紧状态下，圆球210与球形凹槽之间仍具有一定的间隙，圆球210可以在球形凹槽内转动，拧紧长螺栓之后，球形凹槽压紧圆球210，使得圆球210无法在球形凹槽内转动，而再次松开长螺栓之后，弹性夹头310在自身弹力作用下，竖直缺口312能够自行恢复原有宽度，使得圆球210能够再次在球形凹槽内转动。具体地，水平安装孔313的孔径应小于竖直安装孔311的内壁至弹性夹头310侧壁的距离，也即安装第一锁紧件320时，第一锁紧件320不会暴露在竖直安装孔311内，以免圆球210转动时，与第一锁紧件320发生运动干涉，影响调平过程。
28.具体地，参照图1，第一夹块330的下部与第二夹块340的下部分别设有第一限位台阶332和第二限位台阶342，第一限位台阶332和第二限位台阶342分别位于第一夹块330和第二夹块340相互远离的两个侧面，第一夹块330与第二夹块340均与圆球210连接时，第一限位台阶332至第二限位台阶342的距离大于竖直安装孔311的孔径，能够限制第一夹块330与第二夹块340在竖直方向上的位移，以免第一夹块330和第二夹块340脱离竖直安装孔311，进一步地，第一夹块330的上部与第二夹块340的上部分别设有第一限位件333和第二限位件343，第一限位件333和第二限位件343分别位于第一夹块330和第二夹块340相互远离的两个侧面，第一夹块330与第二夹块340均与圆球210连接时，第一限位件333至第二限位件343的距离大于竖直安装孔311的孔径，同样起着限制第一夹块330与第二夹块340在竖直方向上的位移的作用，具体地，第一限位件333与第二限位件343均为限位螺丝，在第一夹块330与第二夹块340均与圆球210连接之后，使弹性夹头310套设第一夹块330和第二夹块340，再安装上第一限位件333与第二限位件343，能够从上下两个方向对第一夹块330和第二夹块340进行限位，以免第一夹块330和第二夹块340脱离竖直安装孔311。
29.具体地，参照图1和图3，第一夹块330和第二夹块340分别开设有第一半圆柱凹槽334和第二半圆柱凹槽344，第一半圆柱凹槽334和第二半圆柱凹槽344分别位于第一半球形凹槽331和第二半球形凹槽341的下端，第一半圆柱凹槽334和第二半圆柱凹槽344的内径分别小于第一半球形凹槽331和第二半球形凹槽341的内径，球头柱200的下端从第一半圆柱凹槽334和第二半圆柱凹槽344之间穿过，能够防止圆球210从球形凹槽的下端脱落，具体地，第一半圆柱凹槽334和第二半圆柱凹槽344的内径分别比第一半球形凹槽331和第二半球形凹槽341的内径小1mm～10mm。具体地，第一夹块330与第二夹块340之间保留有0.1mm～0.5mm的间隙，以免弹性夹头310夹紧第一夹块330和第二夹块340时，第一夹块330与第二夹块340相互接触碰撞挤压，影响调平效果。
30.本实用新型的实施例还提供了一种光固化3d打印设备，包括机架和上述的球头万向调平装置，机架上设有竖直导轨400和打印平台；球头万向调平装置竖直滑动连接竖直导
轨400，球头万向调平装置可相对机架竖直滑动，以使成型平台100朝向打印平台移动并贴合打印平台。在进行3d打印之前，本3d打印设备能够方便快速地对成型平台100进行调平，调平效果较好，而且调平之后也具有较高的稳定性，能够提高3d打印的质量和成功率，并能提高打印的效率。具体地，本实用新型实施例中所说的成型平台100贴合打印平台，指的是成型平台100的成型平面贴合打印平台的打印平面。
31.进一步地，本光固化3d打印设备还包括连接臂500，弹性夹头310的第二端开设有水平安装槽，连接臂500的第一端具有连接凸起510，连接凸起510插接水平安装槽，连接臂500竖直滑动连接竖直导轨400，以带动调平装置相对机架竖直滑动，具体地，连接臂500的第二端还开设有丝杠安装孔520，3d打印设备上安装有丝杠装置，连接臂500通过丝杠安装孔520与3d打印设备上的丝杠装置相互连接，以驱动调平装置的升降。具体地，弹性夹头310的第二端开设有第一竖直连接孔314，第一竖直连接孔314上下贯穿水平安装槽，连接凸起510开设有第二竖直连接孔511，第一竖直连接孔314与第二竖直连接孔511上下对应，第一竖直连接孔314与第二竖直连接孔511内插接有第二锁紧件600。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
34.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
35.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。