快拆装置和三维打印机的制作方法

1.本实用新型涉及三维打印技术领域，具体涉及一种快拆装置和采用这种快拆装置的三维打印机。


背景技术：

2.多功能三维(three dimensional，以下简称3d)打印机是指集fdm(fused deposition modeling，即熔融沉积成型)3d打印、激光雕刻和cnc(computer numerical control，即计算机数字控制)等多个功能于一体的3d打印机。
3.由于不同功能使用要求和原理不一致，因此在使用多功能3d打印机的不同功能时，执行头也需要同步切换。例如，fdm 3d打印功能属于增材制造，因此相应需要使用3d打印执行头，以用于融化和挤出耗材，进而将耗材堆积成型；激光雕刻和cnc雕刻功能属于减材制造，其中激光雕刻需要使用激光切割执行头来产生激光，进而用激光切割工件，cnc雕刻用到的cnc执行头则使用高功率主轴电机配套对应的刀具来铣削工件。
4.对于这种多功能3d打印机来说，当需要更换不同的功能时，相对应的执行头也需要同步切换。目前，市场上多功能3d打印机的执行头多是模块化设计，用于在多种功能之间切换；其中，执行头直接通过多个螺钉(一般是4个螺钉)安装在多功能3d打印机的运动模组上。
5.然而，随着多功能3d打印机的更新换代，其尺寸也越来越大，这使得执行头拆装的效率愈来愈低下，用户体验一般。由于多功能3d打印机的核心竞争力在于多种功能集于一体，因此实现功能间的快速切换就显得尤为重要。
6.本实用新型急需改进的快拆装置和三维打印机，以减轻或者甚至消除上述技术缺陷以及其他技术缺点。
7.本实用新型说明书的此背景技术部分中所包括的信息，包括本文中所引用的任何参考文献及其任何描述或讨论，仅出于技术参考的目的而被包括在内，并且不被认为是将限制本实用新型范围的主题。


技术实现要素：

8.鉴于以上所述以及其他更多的构思而提出了本实用新型。
9.根据本实用新型的一方面的构思，提供了一种快拆装置，其包括：快拆母座，所述快拆母座设有滑槽和第一连接结构，所述快拆母座配置成通过所述第一连接结构与运动模组和执行头中的一个安装连接；快拆公座，所述快拆公座设有第二连接结构，并且能够沿所述滑槽的延伸方向滑入和滑出所述滑槽，所述快拆公座配置成通过所述第二连接结构与所述运动模组和所述执行头中的另一个安装连接；锁紧组件，所述锁紧组件设置在所述快拆母座上，并且配置成能够对所述滑槽内的快拆公座施加锁紧力，以将所述快拆公座锁定在所述滑槽内；所述锁紧组件还配置成能够取消对所述滑槽内的快拆公座施加的锁紧力，以允许所述快拆公座从所述滑槽内滑出。
10.根据一实施例，所述快拆母座的滑槽包括滑槽底面和相对的第一滑槽斜面和第二滑槽斜面，所述滑槽底面连接在所述第一滑槽斜面和第二滑槽斜面之间，所述第一滑槽斜面与所述滑槽底面成第一锐角，所述第二滑槽斜面与所述滑槽底面成第二锐角。
11.根据一实施例，所述第一锐角和所述第二锐角相等。
12.根据一实施例，所述快拆公座包括公座底面和相背对的第一公座斜面和第二公座斜面，所述公座底面连接在所述第一公座斜面和第二公座斜面之间，所述第一公座斜面与所述公座底面成第三锐角，所述第二公座斜面与所述公座底面成第四锐角。
13.根据一实施例，所述第三锐角和所述第四锐角相等。
14.根据一实施例，所述快拆母座设有收容槽，所述收容槽与所述滑槽连通；所述锁紧组件包括锁紧块和凸轮手柄，所述锁紧块设置在所述收容槽内，所述凸轮手柄枢转安装在所述快拆母座上；所述凸轮手柄配置成能够沿第一方向枢转，以推动所述锁紧块在所述收容槽内移动至所述滑槽内的快拆公座抵紧；所述凸轮手柄还配置成能够沿与所述第一方向相反的第二方向枢转，以消除对所述锁紧块的推动作用。
15.根据一实施例，所述锁紧组件还包括弹性件，所述弹性件连接在所述锁紧块和所述快拆母座之间，用于对所述锁紧块施加远离所述滑槽移动的作用力。
16.根据一实施例，所述弹性件为螺旋弹簧，所述快拆母座设有与所述收容槽连通的弹簧槽；并且，所述弹性件的第一端保持在所述锁紧块内，所述弹性件的与第一端相对的第二端插设在所述弹簧槽内。
17.根据一实施例，所述锁紧组件还包括支撑板，所述支撑板安装在所述快拆母座上，以将所述锁紧块限制在所述收容槽内；所述支撑板配置成支撑所述锁紧块，并允许所述锁紧块在所述支撑板上往返滑动。
18.根据一实施例，所述锁紧块包括锁紧斜面，所述锁紧斜面用于与所述快拆公座配合作用而将所述快拆公座锁定在所述滑槽内。
19.根据一实施例，所述锁紧斜面与所述快拆公座上的第一公座斜面贴合配合。
20.根据一实施例，所述快拆母座上设有限位件，所述限位件配置成对所述快拆公座在所述滑槽内的滑入位置进行限制。
21.根据一实施例，所述限位件为限位螺钉，其安装在所述滑槽内；所述快拆公座上设有限位凹槽；在所述快拆公座于所述滑槽内滑动至使所述限位螺钉与所述限位凹槽的槽壁阻挡配合时，所述快拆公座在所述滑槽内的滑动位置被定位。
22.根据一实施例，所述第一连接结构包括多个安装孔，所述第二连接结构包括多个安装孔。
23.根据本实用新型的另一方面的构思，提供了一种三维打印机，包括：根据任一以上所述的快拆装置；执行头，所述执行头与所述快拆公座安装连接，并且配置成进行三维打印、激光雕刻或计算机数字控制雕刻；运动模组，所述运动模组与所述快拆母座连接，并且配置成：在所述快拆公座被锁定在所述快拆母座的滑槽内时，驱动所述快拆母座运动，进而由所述快拆母座带动所述快拆公座和所述执行头运动。
24.根据一实施例，所述三维打印机为多功能三维打印机；所述执行头的数量为多个，所述快拆装置中的快拆公座的数量为多个；多个所述执行头包括三维打印执行头、激光雕刻执行头和计算机数字控制雕刻执行头，并且各所述执行头与相应的一个快拆公座安装连
接。
25.本实用新型的有益效果是：在此实施例的快拆装置中，通过将快拆母座配置成与运动模组和执行头中的一个安装连接，以及将快拆公座配置成与所述运动模组和所述执行头中的另一个安装连接，从而可通过快拆公座与快拆母座之间的快速连接和拆卸而实现执行头与运动模组之间的快速连接和快速拆卸。进一步地，当需要采用多种执行头来执行多项功能时，可在各个执行头上安装连接本技术的快拆公座，而将快拆母座安装连接在运动模组上；从而，每个执行头都可通过其上的快拆公座与此快拆母座快速连接和拆卸，也就是能够实现在同一个运动模组上快速更换多种执行头。
26.本实用新型的更多实施例还能够实现其他未一一列出的有利技术效果，这些其他的技术效果在下文中可能有部分描述，并且对于本领域的技术人员而言在阅读了本实用新型后是可以预期和理解的。
附图说明
27.通过参考下文的描述连同附图，这些实施例的上述特征和优点及其他特征和优点以及实现他们的方式将更显而易见，并且可以更好地理解本实用新型的实施例。
28.图1是根据本实用新型实施例的快拆装置的立体组装结构示意图；
29.图2是图1所示快拆装置的立体分解结构示意图；
30.图3是图2所示快拆装置的另一视角的示意图；
31.图4是图1所示快拆装置的截面示意图；
32.图5是根据本实用新型实施例的快拆装置中的快拆母座与锁紧组件的立体分解结构示意图；
33.图6是图5所示快拆母座与锁紧组件的另一视角的示意图。
具体实施方式
34.在以下对附图和具体实施方式的描述中，将阐述本实用新型的一个或多个实施例的细节。从这些描述、附图以及权利要求中，可以清楚本实用新型的其他特征、目的和优点。
35.应当理解，所图示和描述的实施例在应用中不限于在以下描述中阐明或在附图中图示的构件的构造和布置的细节。所图示的实施例可以是其他的实施例，并且能够以各种方式来实施或执行。各示例通过对所公开的实施例进行解释而非限制的方式来提供。实际上，将对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本实用新型公开的范围或实质的情况下，可以对本实用新型的各实施例作出各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分而图示或描述的特征，可以与另一实施例一起使用，以仍然产生另外的实施例。因此，本实用新型公开涵盖属于所附权利要求及其等同要素范围内的这样的修改和变型。
36.同样，可以理解，本文中所使用的词组和用语是出于描述的目的，而不应当被认为是限制性的。本文中的“包括”、“包含”或“具有”及其变型的使用，旨在开放式地包括其后列出的项及其等同项以及附加的项。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解
上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.下面将参考本实用新型的若干具体实施例对本实用新型进行更详细的描述。
39.如图1至图3所示，图1是根据本实用新型实施例的快拆装置100的立体组装结构示意图，图2是图1所示快拆装置100的俯视视角的立体分解结构示意图，图3是图2所示快拆装置100的仰视视角的示意图。该快拆装置100可包括快拆母座10、快拆公座20和锁紧组件30，快拆母座10与快拆公座20用于实现快速安装连接和快速拆卸分离，锁紧组件30则用于将快拆公座20锁紧在所述快拆母座10上。
40.其中，所述快拆母座10可呈板状，其设有滑槽11和第一连接结构12，所述快拆母座10配置成通过所述第一连接结构12与运动模组和执行头中的一个安装连接。优选地，所述快拆母座10配置成通过所述第一连接结构12与运动模组连接。滑槽11可具有延伸方向a1，其例如可为燕尾槽，用于引导快拆公座20在其中沿直线方向往返滑动移动，并且可限制快拆公座20沿与延伸方向a1垂直的方向从滑槽11中脱离。第一连接结构12可为通孔、螺纹孔、卡扣等，以使快拆母座10可通过第一连接结构12与例如三维打印机中的运动模组安装连接，进而可由运动模组驱动而移动。
41.所述快拆公座20可呈板状，其设有第二连接结构21，并且能够沿所述滑槽11的延伸方向a1滑入和滑出所述滑槽11，所述快拆公座20配置成通过所述第二连接结构21与所述运动模组和所述执行头中的另一个安装连接。优选地，所述快拆公座20配置成通过所述第二连接结构21与所述执行头安装连接。第二连接结构21可为通孔、螺纹孔、卡扣等，以使快拆公座20可通过第二连接结构21与例如三维打印机中的执行头安装连接。快拆公座20可设置成具有与滑槽11大致互补的燕尾结构，以便能够滑入和滑出所述滑槽11。
42.所述锁紧组件30设置在所述快拆母座10上，并且配置成能够对所述滑槽11内的快拆公座20施加锁紧力，以将所述快拆公座20锁定在所述滑槽11内；所述锁紧组件30还配置成能够取消对所述滑槽11内的快拆公座20施加的锁紧力，以允许所述快拆公座20从所述滑槽11内滑出。锁紧组件30可设置成能够快速切换动作，以在需要锁紧快拆公座20时通过一动作而对滑槽11内的快拆公座20施加锁紧力，并且在需要松开快拆公座20时通过另一动作而取消对滑槽11内的快拆公座20施加的锁紧力。
43.在此实施例的快拆装置100中，通过将快拆母座10配置成与运动模组和执行头中的一个安装连接，以及将快拆公座20配置成与所述运动模组和所述执行头中的另一个安装连接，从而可通过快拆公座20与快拆母座10之间的快速连接和拆卸而实现执行头与运动模组之间的快速连接和快速拆卸。进一步地，当需要采用多种执行头来执行多项功能时，可在各个执行头上安装连接本技术的快拆公座20，而将快拆母座10安装连接在运动模组上；从而，每个执行头都可通过其上的快拆公座20与此快拆母座10快速连接和拆卸，也就是能够实现在同一个运动模组上快速更换多种执行头。
44.在进一步的一些实施例中，结合图4所示，其中图4是图1所示快拆装置100的截面示意图，所述快拆母座10的滑槽11包括滑槽底面13和相对的第一滑槽斜面14和第二滑槽斜面15，所述滑槽底面13连接在所述第一滑槽斜面14和第二滑槽斜面15之间，所述第一滑槽斜面14与所述滑槽底面13成第一锐角a2，所述第二滑槽斜面15与所述滑槽底面13成第二锐角a3。滑槽底面13可包括至少一部分平面，以支撑快拆公座20的相应平面，并与之滑动配合；滑槽底面13还可开设凹部，以在具有所需结构强度的前提下节省材料、降低重量。第一
锐角a2例如可在30度至85度的范围内，并且可为45度、55度等；第二锐角a3例如可在30度至85度的范围内，并且可为45度、55度等。
45.进一步地，第一锐角a2与第二锐角a3可相等。以此方式，可使得以相同的方式加工出第一滑槽斜面14和第二滑槽斜面15，进而提高制造效率。在其他一些实施例中，第一锐角a2与第二锐角a3可设置成不相等；但容易理解的是，这种不同设置并影响快拆母座10的功能。
46.在进一步的一些实施例中，所述快拆公座20包括公座底面22和相背对的第一公座斜面23和第二公座斜面24，所述公座底面22连接在所述第一公座斜面23和第二公座斜面24之间，所述第一公座斜面23与所述公座底面22成第三锐角a4，所述第二公座斜面24与所述公座底面22成第四锐角a5。公座底面22可包括至少一部分平面，以由滑槽底面13的平面部分支撑，并在滑槽底面13的平面部分上滑动；公座底面22还可开设凹部，以在具有所需结构强度的前提下节省材料、降低重量。第三锐角a4例如可在30度至85度的范围内，并且可为45度、55度等；第四锐角a5例如可在30度至85度的范围内，并且可为45度、55度等。
47.进一步地，第三锐角a4与第四锐角a5可相等。以此方式，可使得以相同的方式加工出第一公座斜面23和第二公座斜面24，进而提高制造效率。在其他一些实施例中，第三锐角a4与第四锐角a5可设置成不相等；但容易理解的是，这种不同设置并影响快拆公座20的功能。
48.在进一步的一些实施例中，结合图5和图6所示，其中图5是根据本实用新型实施例的快拆装置100中的快拆母座10与锁紧组件30的俯视视角的立体分解结构示意图，图6是图5所示快拆母座10与锁紧组件30的仰视视角的示意图；所述快拆母座10设有收容槽16，所述收容槽16与所述滑槽11连通；所述锁紧组件30包括锁紧块31和凸轮手柄32。所述锁紧块31设置在所述收容槽16内，所述凸轮手柄32枢转安装在所述快拆母座10上；所述凸轮手柄32配置成能够沿第一方向a6枢转，以推动所述锁紧块31在所述收容槽16内移动至所述滑槽11内的快拆公座20抵紧；所述凸轮手柄32还配置成能够沿与所述第一方向a6相反的第二方向a7枢转，以消除对所述锁紧块31的推动作用。收容槽16可设置使其在沿着与滑槽11的延伸方向a1相垂直的方向上的尺寸大于锁紧块31在此方向上的尺寸，进而可允许锁紧块31在收容槽16内往返活动。凸轮手柄32可包括柄部和凸轮部，凸轮部可通过枢轴37与快拆母座10上的枢转孔19配合连接；进而可通过对柄部的转动而实现凸轮部对锁紧块31的推动和消除推动。以此方式，可通过手动操作凸轮手柄32来由凸轮部推动锁紧块31，进而将快拆公座20抵紧在滑槽11内。另外，通过手动操作凸轮手柄32而取消凸轮部对锁紧块31的推动时，可消除对所述快拆公座20的锁定，进而可允许快拆公座20从所述滑槽11内滑出，实现快拆公座20与快拆母座10的拆卸分离。
49.在此指出，三维打印机中的执行头的重量通常不会超过2kg，而本技术凸轮手柄32产生的推压力最大可达到15kg，因此可完全满足执行头各种工况的需求。
50.在进一步的一些实施例中，所述锁紧组件30还包括弹性件33，所述弹性件33连接在所述锁紧块31和所述快拆母座10之间，用于对所述锁紧块31施加远离所述滑槽11移动的作用力。弹性件33可压缩设置在所述锁紧块31和所述快拆母座10之间，以对锁紧块31施加推力而促使锁紧块31具有远离所述滑槽11移动的趋势。弹性件33也可拉伸设置在所述锁紧块31和所述快拆母座10之间，以对锁紧块31施加拉力而促使锁紧块31具有远离所述滑槽11
移动的趋势。以此方式，在凸轮手柄32取消对锁紧块31的推动时，弹性件33可促使锁紧块31移动离开所述快拆公座20，使锁紧块31复位，进而可允许快拆公座20从所述滑槽11内滑出，实现快拆公座20与快拆母座10的拆卸分离，达到快速拆装执行头的目的。
51.进一步地，如图5所示，所述弹性件33可为螺旋弹簧；如图6所示，所述快拆母座10设有与所述收容槽16连通的弹簧槽17。所述弹性件33的第一端34保持在所述锁紧块31内，所述弹性件33的与第一端34相对的第二端35插设在所述弹簧槽17内。以此方式，可实现对弹性件33的保持，而不需要额外的部件或结构来将弹性件33保持在锁紧组件30上。
52.在进一步的一些实施例中，所述锁紧组件30还包括支撑板36，所述支撑板36安装在所述快拆母座10上，以将所述锁紧块31限制在所述收容槽16内；所述支撑板36配置成支撑所述锁紧块31，并允许所述锁紧块31在所述支撑板36上往返滑动。例如，在锁紧块31放置在收容槽16内之后，支撑板36可通过螺钉38固定在快拆母座10上，以便从快拆母座10上的底部覆盖收容槽16的朝下敞口，进而能够支撑所述锁紧块31。以此方式，可通过支撑板36支撑所述锁紧块31，并允许所述锁紧块31在受到凸轮手柄32的促动时在所述支撑板36上滑动，以及在受到弹性件33的促动时在所述支撑板36上反向滑动。
53.在进一步的一些实施例中，所述锁紧块31包括锁紧斜面31a，所述锁紧斜面31a用于与所述快拆公座20配合作用而将所述快拆公座20锁定在所述滑槽11内。锁紧斜面31a可配置成在与所述快拆公座20配合时，既对快拆公座20施加与滑槽11的延伸方向a1相垂直的水平作用力，又对快拆公座20施加与滑槽11的延伸方向a1相垂直的向下作用力，从而可将快拆公座20锁定在所述滑槽11内。例如，锁紧斜面31a相对于公座底面22的倾斜角度可与第三锐角a4相等；或者，该倾斜角度也可与第四锐角a5不相等；容易理解的是，这些倾斜角度的设置均不影响锁紧块31对快拆公座20的锁定效果。
54.进一步地，所述锁紧斜面31a与所述快拆公座20上的第一公座斜面23贴合配合。也就是说，在一实施例中，锁紧斜面31a相对于公座底面22的倾斜角度设置成与第三锐角a4相等，从而在锁紧斜面31a与第一公座斜面23配合时，二者由于彼此平行而能够贴合配合。以此方式，可通过较大表面之间的接合而降低应力集中，防止部件接触配合时的损伤，进而提高部件的使用寿命。
55.在进一步的一些实施例中，如图2、图3和图5所示，所述快拆母座10上设有限位件18，所述限位件18配置成对所述快拆公座20在所述滑槽11内的滑入位置进行限制。例如，限位件18可设置成能够阻挡快拆公座20在滑槽11内继续滑动的各种结构，例如可为凸块、螺钉等；相应地，快拆公座20上的相对位置可与限位件18阻挡配合，以实现对快拆公座20在所述滑槽11内的行程定位。容易理解的是，快拆公座20上朝向限位件18的端面的一部分即可起到与限位件18的配合作用。
56.进一步地，所述限位件18可为限位螺钉，其通过螺纹连接而安装在所述滑槽11内。所述快拆公座20上可设有限位凹槽25；在所述快拆公座20于所述滑槽11内滑动至使所述限位螺钉与所述限位凹槽25的槽壁阻挡配合时，所述快拆公座20在所述滑槽11内的滑动位置被定位。限位凹槽25可具有朝向限位件18的敞口，并且具有与此敞口对应的槽壁，从而使得快拆公座20于所述滑槽11内滑动时，限位凹槽25先收容限位件18，并进一步使槽壁与限位件18阻挡配合。以此方式，可在快拆公座20就位结合在快拆母座10上时，通过限位凹槽25收容限位件18，进而防止限位件18因外露而造成与一些部件的干涉。
57.在进一步的一些实施例中，如图2和图3所示，所述第一连接结构12包括多个第一安装孔，所述第二连接结构21包括多个第二安装孔。以此方式，可通过螺钉穿过此第一安装孔并拧入例如三维打印机中的运动模组而使快拆母座10与运动模组安装连接；同样地，可通过螺钉穿过此第二安装孔并拧入例如三维打印机中的执行头而使快拆公座20与执行头安装连接。
58.本技术实施例还可提供一种三维打印机，其可包括执行头、运动模组和根据任一以上所述的快拆装置100。所述执行头与所述快拆公座20安装连接，并且配置成进行三维打印、激光雕刻或计算机数字控制雕刻。所述运动模组与所述快拆母座10连接，并且配置成：在所述快拆公座20被锁定在所述快拆母座10的滑槽11内时，驱动所述快拆母座10运动，进而由所述快拆母座10带动所述快拆公座20和所述执行头运动。
59.在进一步的一些实施例中，所述三维打印机为多功能三维打印机。所述执行头的数量为多个，所述快拆装置100中的快拆公座20的数量为多个；多个所述执行头可包括三维打印执行头、激光雕刻执行头和计算机数字控制雕刻执行头，并且各所述执行头与相应的一个快拆公座20安装连接。
60.在一些实施例中，可基于现有的执行头结构，在每个执行头上预留相同的安装孔位，用于安装本技术的快拆公座20；本技术的快拆母座10可安装在多功能3d打印机的运动模组上，通过快拆公座20与快拆母座10的快拆切换可实现多种执行头的更换。
61.综上所述，通过本技术实施例的快拆装置100，三维打印机的执行头可采用模块化设计，将多种执行头安装至同一种快拆公座20上，运动模组上的快拆母座10可对这种快拆公座20实现快速限位和松脱，从而通过本技术的快拆装置100实现多种执行头的快速切换。
62.本技术实施例的快拆装置100还可具有如下优点：对现有执行头的功能和设计没有任何影响；对多功能3d打印机的运动模组没有功能和设计的影响；大大提高了切换执行头的效率，对实现功能快速切换有重要作用。
63.以上结合实施例描述了本实用新型的基本构思。注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。
64.因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。