一种基于空间并联机构的3d打印装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于空间并联机构的3D打印装置，包含驱动装置1、升降机构2、铝型材框架5、打印床4、delta并联机构3以及动平台6组成；利用驱动装置1驱动对称布置的三个升降机构2，利用导轨丝杠副实现delta并联机构3在竖直方向上升降运动，通过升降机构在竖直方向上位置差异实现动平台在空间内平动。本发明较传统3D打印机具有结构简单紧凑、精度高，打印效果好、成型精度高等优点。
【专利说明】
一种基于空间并联机构的3D打印装置
技术领域
[0001]本发明属于3D打印技术领域，更具体涉及一种基于空间并联机构的3D打印装置。
【背景技术】
[0002]3D打印机将液态物质通过层层浇筑方法构塑立体实物，其实质为一种快速成型的累积制造技术。目前国内3D打印机主要结构形式有UM2结构形式，该结构形式的打印机是基于XYZ坐标的三坐标打印机，其平面运动主要是通过同步带传动实现。例如，专利CN104441660 A公开了一种UM2形式3D打印装置，其传动组件多采用同步带形式。同步带传动结构冗杂，不利于维护;长期使用易造成传动带松弛，对打印精度及成型效果影响较大。此夕卜，该形式打印机打印尺寸较小，无法满足尺寸变化较大的模型打印，实用范围受到了限制。
【发明内容】
[0003]为了解决现有3D打印机机构存在的问题，本发明提供的一种基于空间并联机构的3D打印装置，该装置利用平面并联机构可有效简化传统3D打印机结构，提高了打印精度及成型效果。
[0004]本发明解决上述问题的技术方案是:一种基于空间并联机构的3D打印装置，包含驱动装置、升降机构、铝型材框架、打印床、delta并联机构以及动平台组成。所述铝型材框架呈六棱柱形状，在不相邻的每个边上依次设有三个立柱;所述驱动装置采用三个步进电机对称布置，用于驱动所述升降机构;所述升降机构固接在所述铝型材立柱上;所述delta并联机构一端与所述升降机构铰接，另一端与所述动平台铰接;所述打印床设置与所述铝型材框架底部。
[0005]所述升降机构包括滚珠丝杠、滑车板、丝杠螺母、支撑限位块、滑块、导轨;所述导轨固接在所述铝型材框架立柱上，所述滑块与所述导轨连接可沿所述导轨长度方向上往复移动;所述滑车板与所述滑块固接，所述的丝杠螺母穿装在所述滑车板上;所述支撑限位块设置与所述导轨两端，所述滚珠丝杠穿装在所述支撑限位块上，其上设有滚动轴承。
[0006]所述delta并联机构包括三条支链，三条支链呈空间对称布置，每条支链含有两根从动臂，其一端并与所述滑车板两侧铰接，另一端连接所述动平台；所述从动臂包括锁紧螺母、碳素管、螺杆接头、关节轴承;所述碳素管两端与所述螺杆接头胶接，所述锁紧螺母设置于所述关节轴承与所述螺杆接头中部，并与所述螺杆接头螺纹连接;所述关节轴承于设置于所述螺杆接头端部，与其螺纹连接。
[0007]本发明提供的一种基于空间并联机构的3D打印装置，利用导轨丝杠副实现滑车板在竖直方向上升降运动，通过滑车板+delta并联机构在竖直方向上位置差异实现动平台在空间内平动。本发明较传统3D打印机具有结构简单紧凑、精度高，打印效果好、成型精度高等优点。
【附图说明】
[0009]图1为本发明一种基于空间并联机构的3D打印装置结构示意图
[0010]图2为本发明升降机构结构示意图
[0011]图3为本发明delta并联机构结构示意图
[0012]图中:1、驱动装置;2、升降机构;3、deI ta并联机构;4、打印床;5、铝型材框架;6、动平台；201、滚珠丝杠；202、滑车板；203、丝杠螺母；204、支撑限位块；205、滑块；206、导轨；301、锁紧螺母;302、碳素管;303、螺杆接头;304、关节轴承
【具体实施方式】
[0013]参照图1至图3，本是发明涉及的是一种基于空间并联机构的3D打印装置，其较佳的实施方式是:
[0014]一种基于空间并联机构的3D打印装置，包含驱动装置1、升降机构2、铝型材框架5、打印床4、delta并联机构3以及动平台6组成。所述铝型材框架5呈六棱柱形状，在不相邻的每个边上依次设有三个立柱;所述驱动装置I采用三个步进电机对称布置，用于驱动所述升降机构2;所述升降机构2固接在所述铝型材5立柱上;所述delta并联机构3—端与所述升降机构2铰接，另一端与所述动平台6铰接;所述打印床4设置与所述铝型材框架5底部。
[0015]所述升降机构2包括滚珠丝杠201、滑车板202、丝杠螺母203、支撑限位块204、滑块205、导轨206;所述导轨206固接在所述铝型材框架5立柱上，所述滑块205与所述导轨206连接可沿所述导轨长度方向上往复移动;所述滑车板202与所述滑块205固接，所述的丝杠螺母203穿装在所述滑车板202上;所述支撑限位块204设置与所述导轨206两端，所述滚珠丝杠201穿装在所述支撑限位块上204，其上设有滚动轴承。
[0016]所述delta并联机构3包括三条支链，三条支链呈空间对称布置，每条支链含有两根从动臂，其一端并与所述滑车板202两侧铰接，另一端连接所述动平台6;所述从动臂包括锁紧螺母301、碳素管302、螺杆接头303、关节轴承304;所述碳素管302两端与所述螺杆接头303胶接，所述锁紧螺母301设置于所述关节轴承304与所述螺杆接头303中部，并与所述螺杆接头303螺纹连接;所述关节轴承304设置于所述螺杆接头303端部，与其螺纹连接。
[0017]本发明的工作过程为:驱动装置I驱动升降机构2，滑车板202沿滚珠丝杠201垂直运动，带动delta并联机构3运动;通过滑车板202高度差异实现动平台6在工作空间内运动。
【主权项】
1.一种基于空间并联机构的3D打印装置，其特征在于包括驱动装置(I)、升降机构(2)、铝型材框架(5)、打印床(4)、delta并联机构(3)以及动平台(6)组成;所述铝型材框架(5)呈六棱柱形状，在不相邻的每个边上依次设有三个立柱;所述驱动装置(I)采用三个步进电机对称布置，用于驱动所述升降机构(2);所述升降机构(2)固接在所述铝型材(5)立柱上;所述delta并联机构(3)—端与所述升降机构(2)铰接，另一端与所述动平台(6)铰接;所述打印床(4)设置与所述铝型材框架(5)底部； 所述升降机构(2)包括滚珠丝杠(201)、滑车板(202)、丝杠螺母(203)、支撑限位块(204)、滑块(205)、导轨(206);所述导轨(206)固接在所述铝型材框架(5)立柱上，所述滑块(205)与所述导轨(206)连接可沿所述导轨长度方向上往复移动;所述滑车板(202)与所述滑块(205)固接，所述的丝杠螺母(203)穿装在所述滑车板(202)上;所述支撑限位块(204)设置与所述导轨(206)两端，所述滚珠丝杠(201)穿装在所述支撑限位块上(204)，其上设有滚动轴承； 所述de I ta并联机构(3)包括三条支链，三条支链呈空间对称布置，每条支链含有两根从动臂，其一端并与所述滑车板(202)两侧铰接，另一端连接所述动平台(6);所述从动臂包括锁紧螺母(301)、碳素管(302)、螺杆接头(303)、关节轴承(304);所述碳素管(302)两端与所述螺杆接头(303)胶接，所述锁紧螺母(301)设置于所述关节轴承(304)与所述螺杆接头(303)中部，并与所述螺杆接头(303)螺纹连接;所述关节轴承(304)设置于所述螺杆接头(303)端部，与其螺纹连接。2.根据权利要求1所述的一种基于空间并联机构的3D打印装置，其特征是驱动装置(I)步进电机与滚珠丝杠(201)采用联轴器连接。
【文档编号】B29C67/00GK106042386SQ201610553361
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月14日
【发明人】单家正, 毕忠梁, 杨坤
【申请人】单家正