一种3D打印机器人的制作方法

一种3d打印机器人
技术领域
1.本发明属于3d打印技术领域，尤其涉及一种3d打印机器人。


背景技术：

2.3d打印是目前一个新兴的行业，在现有技术中有着各种各样的3d打印机结构，其中包括并联式3d打印机。并联式3d打印机，又称为三角洲3d打印机、delta式3d打印机等，其具有三个竖直设置的滑轴，每个滑轴上安装一个能够被电机驱动沿竖直方向滑动的滑块，每个滑块上铰接安装有拉杆组，各拉杆组由两根并排平行设置的拉杆组成，拉杆组的另一端均连接至挤出头。在工作时，三个滑块滑动改变挤出头在空间上的位置，挤出头将熔融的3d打印材料挤出至指定的坐标，实现3d打印。
3.现有的3d打印机器结构复杂，不仅需要将电机的转动运动转换为直线运动，还会因电机转动或皮带带动等多个环节造成各种定位误差，影响定位精度。因此，急需提供一种结构简单，定位精准的3d打印机器人，用于解决以上问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单，定位精准的3d打印机器人。
5.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种3d打印机器人，包括打印平台和设置于所述打印平台上的直线模组，其中，所述直线模组包括呈直线设置的机架，和沿机架直线运动的滑动模块，所述滑动模块连接有打印头，通过多个滑动模块控制所述打印头在打印平台上方进行3d打印。
6.在上述的一种3d打印机器人中，所述直线模组至少设置有三组，沿所述打印头的周围环绕设置，且控制所述打印头在三组直线模组内进行水平移动和竖直移动。
7.在上述的一种3d打印机器人中，所述机架内凹设有相对设置的第一轨道和第二轨道，其中，所述第一轨道内铺设有电机线圈，所述第二轨道内嵌装有导轨，所述滑动模块在电机线圈通电后沿所述导轨进行直线运动。
8.在上述的一种3d打印机器人中，所述第一轨道和所述第二轨道均沿所述机架的长度方向延伸设置。
9.在上述的一种3d打印机器人中，所述滑动模块包括相连接的电机磁铁和循环器，所述循环器设置于所述电机磁铁和所述电机线圈之间，所述循环器与所述导轨相配合，并带动所述电机磁铁沿所述导轨进行直线运动。
10.在上述的一种3d打印机器人中，所述循环器上设置有与所述导轨对应设置的副导轨，所述副导轨与所述导轨配合进行滑移。
11.在上述的一种3d打印机器人中，所述副导轨与所述导轨之间设置有滚动件。
12.在上述的一种3d打印机器人中，所述滑动模块连接有制动组件，所述制动组件包括沿所述机架长度方向设置的制动杆，和嵌套于所述制动杆上的制动器，通过所述制动器
在断电时控制所述电机磁铁的制动。
13.在上述的一种3d打印机器人中，所述制动器与所述电机磁铁相连接，在通电状态下，所述制动器随所述电机磁铁的滑移沿所述制动杆运动；在断电状态下，所述制动器对所述电机磁铁产生制动。
14.在上述的一种3d打印机器人中，所述滑动模块通过连接杆连接打印头，所述连接杆活动连接于所述制动器上。
15.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
16.1、本发明提供的一种3d打印机器人，机架与直线模组的集成设置使得机架既起到支撑立柱作用，同时还能作为滑动模块的运行轨道，不仅节省了安装空间使得整个机器人的结构更加紧凑，还使得整个机器人的定位精度高，定位误差小，大大提升了整个3d打印的打印精度；
17.2、通过将循环器设置于电机线圈和电机磁铁之间，一方面用于隔离电机线圈与电机磁铁，另一方面用于带动电机磁铁沿导轨运动，使得电机磁铁的直线移动更加顺滑流畅，摩擦阻力小，损耗小；
18.3、通过在循环器上设置副导轨和滚动件，且每组导轨与副导轨之间均设置有一组滚动件，多个滚动件在导轨与副导轨之间运动，将导轨与副导轨之间的滑移运动转换为滚动运动，进一步减小了摩擦阻力和机械损耗，大大提升了设备的使用寿命；
19.4、通过设置制动组件，使得在机器可以实现平稳制动，工作稳定，可靠性高。
附图说明
20.图1是本发明的整体结构示意图。
21.图2是本发明的另一视角结构示意图。
22.图3是本发明直线模组结构示意图。
23.图4是本发明局部放大示意图a。
24.图5是本发明直线模组另一视角结构示意图。
25.图6是本发明直线模组剖面结构示意图。
26.图中，100、打印平台；200、直线模组；210、机架；211、第一轨道；212、第二轨道；213、电机线圈；214、导轨；220、滑动模块；221、电机磁铁；222、循环器；223、副导轨；224、滚动件；225、连接杆；300、打印头；400、制动组件；410、制动杆；420、制动器。
具体实施方式
27.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
28.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
29.如图1至图6所示，本发明提供了一种3d打印机器人，包括打印平台100和设置于所述打印平台100上的直线模组200，其中，所述直线模组200包括呈直线设置的机架210，和沿机架210直线运动的滑动模块220，所述滑动模块220连接有打印头300，通过多个滑动模块
220控制所述打印头300在打印平台100上方进行3d打印。
30.进一步优选地，所述直线模组200至少设置有三组，沿所述打印头300的周围环绕设置，且控制所述打印头300在三组直线模组200内进行水平移动和竖直移动。
31.本发明提供了一种3d打印机器人，通过在打印平台100上设置直线模组200，并将机架210与直线模组200集成设置，使得整个3d打印机器人仅包括三个部分：直线模组200、打印平台100以及打印头300，通过直线模组200带动打印头300在打印平台100内进行水平移动和竖直移动，控制打印头300进行3d打印，同时，机架210与直线模组200的集成设置使得机架210既起到支撑立柱作用，同时还能作为滑动模块220的运行轨道，不仅节省了安装空间使得整个机器人的结构更加紧凑，还使得整个机器人的定位精度高，定位误差小，大大提升了整个3d打印的打印精度。进一步地，直线模组200至少设置有三组，呈三角状均匀分布于打印平台100上，通过三组直线模组200对打印头300的控制，使得打印头300可以实现全方位的3d打印，打印范围广且控制精度高。
32.优选地，如图1至图6所示，所述机架210内凹设有相对设置的第一轨道211和第二轨道212，其中，所述第一轨道211内铺设有电机线圈213，所述第二轨道212内嵌装有导轨214，所述滑动模块220在电机线圈213通电后沿所述导轨214进行直线运动。
33.进一步优选地，所述第一轨道211和所述第二轨道212均沿所述机架210的长度方向延伸设置。
34.在本实施例中，机架210内铺设有电机线圈213和导轨214，即将直线模组200中的定子与机架210集成设置于一体，机架210内设置有相对设置的第一轨道211和第二轨道212，分别嵌装有电机线圈213和导轨214，电机线圈213沿机架210的长度方向铺设，导轨214嵌装于电机线圈213的上方，使得滑动模块220在电机通电后可以沿导轨214进行直线运动，结构紧凑合理，控制精度高。
35.优选地，如图1至图6所示，所述滑动模块220包括相连接的电机磁铁221和循环器222，所述循环器222设置于所述电机磁铁221和所述电机线圈213之间，所述循环器222与所述导轨214相配合，并带动所述电机磁铁221沿所述导轨214进行直线运动。
36.在本实施例中，滑动模块220即为直线电机中的动子，在电机线圈213通电后，电机磁铁221沿导轨214在电机线圈213上方直线移动，循环器222设置于电机线圈213和电机磁铁221之间，一方面用于隔离电机线圈213与电机磁铁221，另一方面用于带动电机磁铁221沿导轨214运动，使得电机磁铁221的直线移动更加顺滑流畅，摩擦阻力小，损耗小。
37.优选地，如图1至图6所示，所述循环器222上设置有与所述导轨214对应设置的副导轨223214，所述副导轨223214与所述导轨214配合进行滑移。
38.进一步优选地，所述副导轨223214与所述导轨214之间设置有滚动件224。
39.在本实施例中，循环器222上设置有副导轨223214和滚动件224，具体的，循环器222与导轨214相接触的两侧均设置有副导轨223214，且每组导轨214与副导轨223214之间均设置有一组滚动件224，多个滚动件224在导轨214与副导轨223214之间运动，将导轨214与副导轨223214之间的滑移运动转换为滚动运动，进一步减小了摩擦阻力和机械损耗，大大提升了设备的使用寿命。
40.优选地，如图1至图6所示，所述滑动模块220连接有制动组件400，所述制动组件400包括沿所述机架210长度方向设置的制动杆410，和嵌套于所述制动杆410上的制动器
420，通过所述制动器420在断电时控制所述电机磁铁221的制动。
41.进一步优选地，所述制动器420与所述电机磁铁221相连接，在通电状态下，所述制动器420随所述电机磁铁221的滑移沿所述制动杆410运动；在断电状态下，所述制动器420对所述电机磁铁221产生制动。
42.在本实施例中，滑动模块220上还连接有制动组件400，制动组件400包括制动器420和制动杆410，在正常工作状态下，制动器420通电，且制动器420随电机磁铁221的滑移沿制动杆410运动；在机器需要停止运行时，制动器420断电，切断励磁电流，制动器420动作抱住制动杆410实现制动，即带动电机磁铁221制动，避免在机器停止运行时电机磁铁221急速下落造成机器损坏。通过设置制动组件400，使得机器可以实现平稳制动，工作稳定，可靠性高。
43.优选地，如图1至图6所示，所述滑动模块220通过连接杆225连接打印头300，所述连接杆225活动连接于所述制动器420上。
44.在本实施例中，滑动模块220通过连接杆225与打印头300相连接，连接杆225通过球形连接头与制动器420相连接，在机器人正常工作时，通过连接杆225带动打印头300进行活动运动，运动灵活，使得直线模组200可以控制打印头300进行全方位运动，灵活性高。
45.需要说明的是，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
47.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。