[发明专利]一种基于平面并联机构的3D打印机

说明书

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，更具体涉及一种基于平面并联机构的3D打印机。

背景技术

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CN104441660A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。

发明内容

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平面并联机构的3D打印机，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。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于平面并联机构的3D打印机，包含框架、平面并联机构、升降机构以及送料机构组成。所述框架包括铝型材、安装固定接头；利用所述安装固定接头将所述铝型材固定锁紧。

所述平面并联机构包含伺服电机、行星减速机、平面连杆机构、安装座以及打印喷头；所述伺服电机与所述行星减速机相连构成伺服驱动系统，对称布置于所述安装座上；所述平面连杆机构包含两条运动支链，每条运动支链包括主动臂、从动臂；所述主动臂与所述从动臂铰接，所述主动臂固接于所述行星减速机输出轴端，所述从动臂末端相互铰接，所述打印喷头设置于所述平面连杆机构末端；所述运动支链构成等边平行四边形连杆机构，可在平面内任意移动。

所述升降机构包括升降电机、直线轴承、滚珠丝杠副、安装板、直线导柱、同步带轮组、打印升降台；所述升降电机设置于框架后侧，所述同步带轮组设置于框架底部，其主动轮安装在所述升降电机输出端；所述滚珠丝杠副对称布置在所述打印升降台两侧，并通过所述安装板固接，所述滚珠丝杠副螺杆垂直安装固定并且能够相对转动，所述滚珠丝杠副螺母与所述打印升降台固接；所述同步带轮组从动轮与所述滚珠丝杠副螺杆固接；所述直线导柱对称布置在所述滚珠丝杠副螺杆两侧，并从所述直线轴承内孔中穿过，所述直线轴承与所述打印升降台固接。由此，所述升降电机通过所述同步带轮组实现滚珠丝杠副转动，进而实现了所述打印升降台在竖直方向上运动。

所述送料机构送丝安装座、紧定螺钉、送丝轮、紧固螺栓、送料电机、丝料压紧轴承、锁紧螺栓以及弹簧；所述送料电机与所述送丝安装座螺纹连接，所述送丝安装座上部开有缺口；所述送丝轮固接在所述送料电机轴端，并通过所述紧定螺钉紧固，所述丝料压紧轴承通过所述紧固螺栓固接在所述送丝安装座上；所述锁紧螺栓与所述送丝安装座缺口螺纹连接，用以调节所述送丝轮和所述丝料压紧轴承之间松紧度。

本发明提供的一种基于平面并联机构的3D打印机，利用平面并联机构实现打印喷头在平面内的移动，利用滚珠丝杠实现打印平台升降运动，同时利用导柱确保打印平台升降运动精度。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

图1为本发明一种基于平面并联机构的3D打印机结构示意图

图2为本发明平面并联机构结构示意图

图3为本发明升降机构结构示意图

图4为本发明送料机构结构示意图

图中：I、框架；II、平面并联机构；III、升降机构；IV、送料机构；1、伺服电机；2、行星减速机；3、安装座；4、下主动臂；5、上主动臂；6、下从动臂；7、上从动臂；8、打印喷头；9、安装固定接头；10、铝型材；11、升降电机；12、同步带轮组；13、直线轴承；14、3D打印台；15、直线导柱；16、滚珠丝杠螺母；17、滚珠丝杠螺杆；18、送丝安装座；19、紧定螺钉；20、送丝轮；21、紧固螺栓；22、送料电机；23、丝料压紧轴承；24、弹簧；25、锁紧螺栓

具体实施方式

参照图1至图4，本是发明涉及的是一种基于平面并联机构的3D打印机，其较佳的实施方式是：

一种基于平面并联机构的3D打印机，包含框架I、平面并联机构II、升降机构III以及送料机构IV组成。框架I包括铝型材10、安装固定接头9；利用安装固定接头9将所述铝型材10固定锁紧组成立体方形框架结构。