波动缓冲组件、丝杆传动机构及3D打印机的制作方法

波动缓冲组件、丝杆传动机构及3d打印机
技术领域
1.本实用新型涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种波动缓冲组件、丝杆传动机构及采用所述丝杆传动机构的3d打印机。


背景技术：

2.在计算机数字技术智能化的推动下3d打印技术应用的领域越来越广，越来越受到diy爱好者的青睐。相关技术中，一种3d打印机的z轴传动采用丝杆传动机构。丝杆传动机构包括由马达驱动旋转的丝杆，及螺纹连接于丝杆的螺母组件，螺母组件上固定有相关功能构件，如熔融沉积制造(fused deposition modeling，fdm)3d打印机和光固化3d打印机的功能构件一般为相应的打印平台。由于对加工精度要求比较高，安装时需要多次对丝杆进行检测，费时费力。如果安装时精度出现问题，在丝杆转动时，可能会导致连接于其上的功能构件如打印平台发生波动，从而影响打印模型的成型品质。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种可减少波动进而提升打印模型的成型品质的波动缓冲组件丝杆传动机构及采用所述丝杆传动机构的3d打印机。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种波动缓冲组件，包括丝杆螺母、第一波动件及夹设于所述丝杆螺母与所述第一波动件之间的多个第一滚珠。所述第一波动件与所述丝杆螺母相对的表面开设有与所述第一滚珠一一对应的第一滚动槽，所述丝杆螺母与所述第一波动件连接固定，以使所述第一滚珠可在所述第一滚动槽内滚动并限位于所述第一滚动槽内。
5.在其中一个实施例中，所述波动缓冲组件还包括第二波动件及多个第二滚珠，所述第二波动件设置于所述丝杆螺母与所述第一波动件相背离一侧，所述第二滚珠夹设于所述丝杆螺母与所述第二波动件之间；所述第二波动件与所述丝杆螺母相对的表面开设有与所述第二滚珠一一对应的第二滚动槽，所述丝杆螺母与所述第二波动件连接固定，以使所述第二滚珠可在所述第二滚动槽内滚动并限位于所述第二滚动槽内。
6.在其中一个实施例中，所述多个第一滚珠绕以所述传动丝杆为轴心的圆周方向上首尾等间隔排布；和/或，所述多个第二滚珠绕以所述传动丝杆为轴心的圆周方向上首尾等间隔排布。
7.在其中一个实施例中，所述第一滚珠为圆球形，所述第一滚动槽的内表面为半径等于或大于所述第一滚珠的球面且深度小于等于第一滚珠的半径，和/或所述第二滚珠为圆球形，所述第二滚动槽的内表面为半径等于或大于所述第二滚珠的球面且深度小于等于第二滚珠的半径。
8.在其中一个实施例中，所述波动缓冲组件进一步包括第一连接件，所述第一连接件为轴阶螺钉，依次穿过所述第一波动件、所述丝杆螺母后螺纹连接于所述第二波动件。
9.另一方面，本技术实施例提供了一种丝杆传动机构，包括丝杆驱动装置及连接于
所述丝杆驱动装置的动力输出端连接的传动丝杆。所述丝杆传动机构还包括如上所述的波动缓冲组件，所述丝杆螺母套设并螺纹连接于所述传动丝杆，所述第一波动件套设于所述传动丝杆。
10.在其中一个实施例中，所述第一波动件与所述传动丝杆间隙配合。
11.在其中一个实施例中，所述第一波动件设置于所述丝杆螺母的上方，所述丝杆传动机构还包括运动结构连接件，所述运动结构连接件与所述传动丝杆间隙配合，并固定连接于所述第一波动件。
12.在其中一个实施例中，所述丝杆传动机构进一步包括功能结构件，所述功能结构件连接于所述运动结构连接件或与所述运动结构连接件为一体成型结构。
13.另一方面，本技术实施例提供了一种3d打印机，包括如上所述的丝杆传动机构。
14.本实用新型实施例提供的波动缓冲组件，当应用于丝杆传动机构时，当丝杆螺母在运动过程中发生波动时，第一滚珠会随着丝杆螺母滚动，滚珠的滚动消除了丝杆螺母直接和运动装置硬连接时波动带来的影响，从而提升打印模型的成型品质。另外，本实施例中采用滚珠与滚动槽的一一对应配合，结构和制作工序简单，成本较低。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型第一实施例丝杆传动机构的结构示意图；
17.图2为图1中的丝杆传动机构另一视角结构示意图；
18.图3为图1中的丝杆传动机构的部分拆解示意图；
19.图4为图3中iv部分的放大示意图；
20.图5是图3中v部分的放大示意图；
21.图6是本实用新型第二实施例3d打印机的结构示意图；
22.图7是本图6中3d打印机的三轴传动结构示意图。
23.附图标记：100-丝杆传动机构；10-丝杆驱动装置；20-传动丝杆；30-波动缓冲组件；31-丝杆螺母；32-第一波动件；33-第一滚珠；34-第二波动件；35-第二滚珠；36-第二滚动槽；37-第一连接件；321-阶梯孔；50-运动结构连接件；60-功能结构件；70-导向组件；51-通孔；52-第二连接件；53-第一连接孔；322-第二连接孔；71-光轴固定板；72-光轴；73-避让孔；200-3d打印机；80-打印机外壳；92-x轴传动机构；94-y轴传动机构；96-z轴传动机构；98-打印平台；99-打印喷头
具体实施方式
24.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
25.请参阅图1至3，本实用新型第一实施例提供了一种丝杆传动机构100。所述丝杆传
动机构100可用作3d打印机的z轴传动机构，即竖直方向的传动机构。所述丝杆传动机构100包括丝杆驱动装置10、传动丝杆20及安装于传动丝杆20的波动缓冲组件30。
26.本实施例中，所述丝杆驱动装置10为步进马达，传动丝杆20连接于所述丝杆驱动装置10的动力输出端，所述丝杆驱动装置10用于带动所述传动丝杆20绕其中心轴转动，所述传动丝杆20外侧设置有外螺纹。
27.请进一步参阅图3和图4，所述波动缓冲组件30包括丝杆螺母31、第一波动件32及夹设于丝杆螺母31与第一波动件32之间的多个第一滚珠33。所述丝杆螺母31套设并螺纹连接于所述传动丝杆20。第一波动件32套设于传动丝杆20，且第一波动件32与传动丝杆20间隙配合。本实施例中，第一波动件32设置于丝杆螺母31的上方。第一波动件32与丝杆螺母31相对的表面开设有与第一滚珠33对应的第一滚动槽(图未示)，所述第一滚动槽的数量与第一滚珠33的数量相同，本实施例中，第一滚珠33和第一滚动槽的数量均为3个，且绕以传动丝杆20(丝杆螺母31)的轴向为轴心的圆周方向上首尾等间隔排布。第一滚珠33为表面包括闭合的光滑曲面，如第一滚珠33为圆柱形，其包括闭合的圆柱面，还如椭球面等。本实施例中，第一滚珠33的表面为球面，即第一滚珠33为圆球状。第一滚珠33的材料优选为金属，本实施例中，第一滚珠33为钢珠。所述第一滚动槽的内表面为与第一滚珠33为相适配的曲面，以使第一滚珠33在第一滚动槽内可滚动，且第一滚动槽的内表面可对第一滚珠33的滚动范围进行限位，防止第一滚珠33从第一滚动槽脱出。本实施例中，第一滚动槽的内表面为半径等于或大于第一滚珠33的球面且深度小于等于第一滚珠33的半径。
28.需要说明的是，第一滚珠33和第一滚动槽的数量并不限于3个，也可以多于3个，在数量多于3个时，优选多个第一滚珠33绕以传动丝杆20为轴心的圆周方向上首尾等间隔排布。同样需要说明，首尾等间隔排布的意思是指，首尾第一滚珠33之间的间隔与其他相邻的第一滚珠33之间的间隔相等，以及首尾第一滚动槽之间的间隔与其他相邻的第一滚动槽之间的间隔相等。
29.所述波动缓冲组件30还包括设置于丝杆螺母31与第一波动件32相背离一侧的第二波动件34，及夹设于丝杆螺母31与第二波动件34之间的多个第二滚珠35。第二波动件34套设于传动丝杆20，且第一波动件32与传动丝杆间隙配合。第二波动件34的结构与第一波动件32相同，其与丝杆螺母31相对的表面开设有与第二滚珠35对应的第二滚动槽36。第二滚珠35和第二滚动槽36的特征与第一滚珠33和第一滚动槽分别对应相同，这里不再赘述。
30.所述波动缓冲组件30进一步包括第一连接件37，用于将第一波动件32、丝杆螺母31及第二波动件34可拆卸地固定。在可选的实施例中，第一连接件37为螺栓，依次穿过第一波动件32、丝杆螺母31后螺纹连接于第二波动件34，当然也可以依次穿过第二波动件34、丝杆螺母31后螺纹连接于第一波动件32，且优选第一连接件37的数量为多个，以更稳定地连接。本实施例中，第一连接件37为轴阶螺钉，且数量为三个。第一连接件37依次穿过第一波动件32、丝杆螺母31后螺纹连接于第二波动件34，第一连接件37的螺钉头抵持在第一波动件32的表面或开设于第一波动件32上的阶梯孔321的底面。可以理解的是，第一连接件37的连接位置与第一滚珠33和第二滚珠35的设置位置错开。
31.本实施例中采用了在丝杆螺母31相对两侧均设置波动板和滚珠的方式，可以理解是，在其他实施例中，也可以仅在丝杆螺母31的一侧设置波动板和滚珠，并不以本实施例为限；当仅设置一组波动板和滚珠时，优选在丝杆螺母31的上方设置。
32.请一并参阅图5，所述丝杆传动机构100进一步包括运动结构连接件50、功能结构件60及导向组件70。所述运动结构件50套设于传动丝杆20并与波动缓冲组件30的第一波动件32连接，功能结构件60连接固定于运动结构连接件50，所述导向组件70用于对运动结构连接件50进行导向。
33.所述运动结构连接件50上开设有供传动丝杆20穿过的通孔51，传动丝杆20与所述通孔51间隙配合。运动结构连接件50通过第二连接件52与第一波动件32可拆卸地固定连接，具体地，运动结构连接件50位于所述通孔51的外围开设有第一连接孔53，所述第一波动件32开设有与第一连接孔53对应的第二连接孔322，第二连接件52为螺钉，穿过第一连接孔53后与第二连接孔322螺纹连接。
34.本实施例中，所述功能结构件60与运动结构连接件50为一体成型结构；在其他的实施方式中，功能结构件60也可能通过连接部件与运动结构连接件50连接固定，并不以本实施例为限。本实施例中，所述功能结构件60为平台托板，用于承托打印平台，打印平台为3d打印时用来承载模型的平台，可以为用于fdm 3d打印机的打印平台。当然功能结构件60也可以为其他结构，如在光固化3d打印机中可以为模型承载平台，并不以本实施例为限。
35.所述导向组件70包括光轴固定板71及连接于光轴固定板71的光轴72，所述光轴固定板71连接于丝杆驱动装置10，其具有供传动丝杆20穿过的避让孔73。光轴72的端部连接于光轴固定板71且与传动丝杆20位于同侧，光轴72与传动丝杆20的轴向方向平行且另一端穿过所述运动结构连接件50，以对所述运动结构连接件50的运动进行导向。本实施例中，光轴72的数量为两个，分别设置于传动丝杆20的相对两侧。
36.在本实施例中，当丝杆螺母31在运动过程中发生波动时，第一滚珠33第二滚珠35会随着丝杆螺母31滚动，滚珠的滚动消除了丝杆螺母31直接和运动装置(如运动结构连接件50)硬连接时波动带来的影响，从而提升打印模型的成型品质。另外，本实施例中采用滚珠与滚动槽的一一对应配合，结构和制作工序简单，成本较低，且每一层滚珠采用三个或三个以上滚珠，可有效缓冲丝杆螺母31在各个方向产生的波动，缓冲效果佳。
37.请一并参阅图6和图7，本实用新型第二实施例提供了一种3d打印机200，本实施例的3d打印机200以fdm 3d打印机为例进行说明。本实施例中，所述3d打印机200还包括打印机外壳80、x轴传动机构92、y轴传动机构94、z轴传动机构96、打印平台98及打印喷头99。
38.x轴传动机构92、y轴传动机构94、z轴传动机构96及打印喷头99均设置于所述打印机外壳80内，x轴传动机构92和y轴传动机构94为水平方向传动机构，用于带动打印喷头99沿水平面移动，其中打印喷头99连接于x轴传动机构92。z轴传动机构采用如第一实施例所述的丝杆传动机构100，其中打印平台98设置于功能结构件60即平台托板上。
39.本实施例的3d打印机200由于采用了丝杆传动机构100，滚珠的滚动消除了丝杆螺母31直接和运动装置(如运动结构连接件50)硬连接时波动带来的影响，从而提升打印模型的成型品质。
40.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。
41.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。