CN205439277U - 一种悬臂式机械手3d打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种悬臂式机械手3D打印装置，包括底座、打印头、旋转轴传动装置及组件、垂直导轨及组件、水平导轨及组件、3D打印平台及送料装置，所述旋转轴传动装置及组件固定在底座上，与垂直导轨及组件、水平导轨及组件依次连接，打印材料由送料装置传送给打印头，所述打印头固定在水平导轨及组件上，在旋转轴传动装置及组件、垂直导轨及组件、水平导轨及组件的联合驱动下，在3D打印平台上按照指定轨迹实现3D打印功能，本实用新型采用柱面坐标系，能在开放的平面内，实现360度全方位的3D打印，解决了直角坐标3D打印机在打印空间上受到限制的问题，此外，该打印机可以在360度内设置多个打印平台，实现多工位3D打印。

Description

一种悬臂式机械手3D打印装置

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，特别涉及一种3轴联动悬臂式机械手3D打印装置，在开放的平面内，该打印机能够实现360度全方位的3D打印，亦可在360度内设置多个打印平台，实现多工位3D打印。

背景技术

3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，3D打印是基于数字技术来实现打印功能，在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，亦可使用这种技术打印零部件，该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑工程、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、土木工程、军工以及其他领域都有所应用，因此，针对不同行业，设计不同结构的3D打印机具有非常重要的经济价值。

目前，大多数3D打印机采用直角坐标结构或者并联结构，直角坐标结构也称之为龙门式结构，基于该结构的打印机喷头沿X、Y、Z做直线运动或者联动，按指定的运行轨迹打印零件，但其打印平台固定，打印空间局限于3D打印机内部，打印空间取决于机体的大小和X、Y、Z方向轨道长度，打印空间小；而并联结构的3D打印机的运动原理是3联臂机器人的运动原理，打印平台需设置在3吊臂的运行范围内，吊臂太长，打印机稳定性差，太短则打印空间小，因此，上述两种结构的打印机打印平台固定，打印空间有限，不适用于多零件多工位打印，也不适用于在工作现场对零件进行3D打印，更不适用于在现场用3D打印技术对破损零件或物品进行修复。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种悬臂式机械手3D打印装置，该打印机打印空间自由，打印平台不固定，能够实现360度全方位的3D打印，亦可在360度内设置多个打印平台，实现多工位3D打印。

本发明的技术方案是这样实现的：一种悬臂式机械手3D打印装置，其特征在于：包括底座、打印头、旋转轴传动装置及组件、垂直导轨及组件、水平导轨及组件、3D打印平台及送料装置，所述旋转轴传动装置及组件与底座连接，所述垂直导轨及组件与旋转轴传动装置及组件连接，所述水平导轨及组件与垂直导轨及组件连接，所述打印头与水平导轨及组件连接，所述打印头在旋转轴传动装置及组件、垂直导轨及组件、水平导轨及组件的联合驱动下，在3D打印平台上实现3D打印功能。

本发明所述的悬臂式机械手3D打印装置，其特征在于：所述旋转轴传动装置及组件包括谐波减速器、连接垫片、旋转轴伺服电机、减速器承载体、连接盘、底座罩子、支承架。

本发明所述的悬臂式机械手3D打印装置，所述旋转轴传动装置及组件，其特征在于：谐波减速器包括波发生器、刚轮及柔轮，所述波发生器通过连接垫片与旋转轴伺服电机以螺纹方式连接，所述刚轮与减速器承载体通过螺纹方式连接，所述减速器承载体通过螺纹方式固定在底座上，所述柔轮通过螺纹方式与连接盘连接，所述底座罩子及支承架以螺纹方式固定在连接盘上。

本发明所述的悬臂式机械手3D打印装置，所述垂直导轨及组件包括垂直导轨、垂直导轨滑块、上限光电开关、下限光电开关、垂直复位光电开关、垂直轴伺服电机、垂直轴电机法兰，所述垂直导轨以螺纹方式固定在支承架上，所述垂直导轨滑块和垂直导轨连接在一起，所述上限光电开关、下限光电开关、垂直复位光电开关以螺纹方式固定在垂直导轨侧面，所述垂直轴伺服电机通过垂直轴电机法兰以螺纹方式和垂直导轨连接在一起。

本发明所述的悬臂式机械手3D打印装置，所述水平导轨及组件包括水平导轨、连接板、水平导轨滑块、左限光电开关、右限光电开关、水平复位光电开关、水平轴伺服电机、水平轴电机法兰、拖链架、拖链、拖链连接件、打印头固定件，所述水平导轨与垂直导轨通过连接板以螺纹方式连接在一起，所述水平导轨滑块和水平导轨连接在一起，所述左限光电开关、右限光电开关、水平复位光电开关以螺纹方式固定在水平导轨滑块侧面，所述水平轴伺服电机通过水平轴电机法兰以螺纹方式和水平导轨连接在一起，所述拖链架以螺纹方式固定在水平导轨背面，所述拖链固定在拖链架上，以螺纹方式和拖链连接件连接在一起，所述拖链连接件以螺纹方式固定在水平导轨滑块上，所述打印头固定件以螺纹方式和水平导轨滑块连接在一起。

本发明所述的悬臂式机械手3D打印装置，所述打印头以螺纹方式和打印头固定件连接在一起。

本发明所述的悬臂式机械手3D打印装置，3D打印平台包括平台支架、热床、高硼硅玻璃、四个调平螺钉，所述高硼硅玻璃放置在热床上面，所述热床和四个调平螺钉连接在一起，所述四个调平螺钉固定在平台支架上表面。

本发明所述的悬臂式机械手3D打印装置，送料装置包括送料盘支架和送料盘，所述送料盘支架固定在垂直导轨背面，所述送料盘固定在送料盘支架上。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是图1的左视图。

图4是本发明的俯视图。

图5是旋转轴传动装置及组件的剖视图。

图6是图3的局部视图Ⅰ。

附图标记：1为谐波减速器，2为连接垫片，3为旋转轴伺服电机，4为减速器承载体，5为连接盘，6为底座罩子，7为支承架，8为波发生器，9为刚轮，10为柔轮，11为底座，12为垂直导轨，13为送料盘，14为垂直导轨滑块，15为上限光电开关，16为下限光电开关，17为垂直复位光电开关，18为垂直轴伺服电机，19为垂直轴电机法兰，20为水平导轨，21为连接板，22为水平导轨滑块，23为左限光电开关，24为右限光电开关，25为水平复位光电开关，26为水平轴伺服电机，27为水平轴电机法兰，28为拖链架，29为拖链，30为拖链连接件，31为打印头固定件，32为打印头，33为平台支架，34为热床，35为高硼硅玻璃，36为调平螺钉，37为送料盘支架。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

如图1、2、3和4所示，一种悬臂式机械手3D打印装置，包括底座11、打印头32、旋转轴传动装置及组件、垂直导轨及组件、水平导轨及组件、3D打印平台及送料装置，所述旋转轴传动装置及组件与底座11连接，所述垂直导轨及组件与旋转轴传动装置及组件连接，所述水平导轨及组件与垂直导轨及组件连接，所述打印头32与水平导轨及组件连接，所述打印头32在旋转轴传动装置及组件、垂直导轨及组件、水平导轨及组件的联合驱动下，在3D打印平台上实现3D打印功能。

其中，所述水平导轨及组件包括水平导轨20、连接板21、水平导轨滑块22、左限光电开关23、右限光电开关24、水平复位光电开关25、水平轴伺服电机26、水平轴电机法兰27、拖链架28、拖链29、拖链连接件30、打印头固定件31，所述水平导轨20与垂直导轨12通过连接板21以螺纹方式连接在一起，所述水平导轨滑块和水平导轨连接在一起，所述左限光电开关23、右限光电开关24、水平复位光电开关25以螺纹方式固定在水平导轨滑块22侧面，所述水平轴伺服电机26通过水平轴电机法兰27以螺纹方式和水平导轨20连接在一起，所述拖链架28以螺纹方式固定在水平导轨20背面，所述拖链29固定在拖链架28上，并以螺纹方式和拖链连接件30连接在一起，所述拖链连接件30以螺纹方式固定在水平导轨滑块22上，所述打印头固定件31以螺纹方式和水平导轨滑块22连接在一起。

其中，所述垂直导轨及组件包括垂直导轨12、垂直导轨滑块14、上限光电开关15、下限光电开关16、垂直复位光电开关17、垂直轴伺服电机18、垂直轴电机法兰19，所述垂直导轨12以螺纹方式固定在支承架7上，所述垂直导轨滑块14和垂直导轨12连接在一起，所述上限光电开关15、下限光电开关16、垂直复位光电开关17以螺纹方式固定在垂直导轨12侧面，所述垂直轴伺服电机18通过垂直轴电机法兰19以螺纹方式和垂直导轨12连接在一起。

其中，所述3D打印平台包括平台支架33、热床34、高硼硅玻璃35、四个调平螺钉36，所述高硼硅玻璃35放置在热床34上面，所述热床34和四个调平螺钉36连接在一起，所述四个调平螺钉36固定在平台支架33上表面。

其中，所述送料装置包括送料盘支架37和送料盘13，所述送料盘支架37固定在垂直导轨12背面，所述送料盘13固定在送料盘支架37上。

如图5所示，所述旋转轴传动装置及组件包括谐波减速器1、连接垫片2、旋转轴伺服电机3、减速器承载体4、连接盘5、底座罩子6、支承架7。

其中，谐波减速器包括波发生器8、刚轮9及柔轮10，所述波发生器8通过连接垫片2与旋转轴伺服电机3以螺纹方式连接，所述刚轮9与减速器承载体4通过螺纹方式连接，所述减速器承载体4通过螺纹方式固定在底座11上，所述柔轮10通过螺纹方式与连接盘5连接，所述底座罩子6及支承架7以螺纹方式固定在连接盘5上。

如图6所示，所述打印头32以螺纹方式和打印头固定件31连接在一起，所述拖链连接件30和打印头固定件31以螺纹方式连接在一起。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种悬臂式机械手3D打印装置，其特征在于：包括底座（11）、打印头（32）、旋转轴传动装置及组件、垂直导轨及组件、水平导轨及组件、3D打印平台及送料装置，所述旋转轴传动装置及组件与底座（11）连接，所述垂直导轨及组件与旋转轴传动装置及组件连接，所述水平导轨及组件与垂直导轨及组件连接，所述打印头（32）与水平导轨及组件连接，所述打印头（32）在旋转轴传动装置及组件、垂直导轨及组件、水平导轨及组件的联合驱动下，在3D打印平台上实现3D打印功能。

2.根据权利要求1所述的悬臂式机械手3D打印装置，其特征在于：所述旋转轴传动装置及组件包括谐波减速器（1）、连接垫片（2）、旋转轴伺服电机（3）、减速器承载体（4）、连接盘（5）、底座罩子（6）、支承架（7）。

3.根据权利要求1所述的悬臂式机械手3D打印装置，其特征在于：谐波减速器包括波发生器（8）、刚轮（9）及柔轮（10），所述波发生器（8）通过连接垫片（2）与旋转轴伺服电机（3）以螺纹方式连接，所述刚轮（9）与减速器承载体（4）通过螺纹方式连接，所述减速器承载体（4）通过螺纹方式固定在底座（11）上，所述柔轮（10）通过螺纹方式与连接盘（5）连接，所述底座罩子（6）及支承架（7）以螺纹方式固定在连接盘（5）上。

4.根据权利要求1所述的悬臂式机械手3D打印装置，其特征在于：所述垂直导轨及组件包括垂直导轨（12）、垂直导轨滑块（14）、上限光电开关（15）、下限光电开关（16）、垂直复位光电开关（17）、垂直轴伺服电机（18）、垂直轴电机法兰（19），所述垂直导轨（12）以螺纹方式固定在支承架（7）上，所述垂直导轨滑块（14）和垂直导轨（12）连接在一起，所述上限光电开关（15）、下限光电开关（16）、垂直复位光电开关（17）以螺纹方式固定在垂直导轨滑块（14）侧面，所述垂直轴伺服电机（18）通过垂直轴电机法兰（19）以螺纹方式和垂直导轨（14）连接在一起。

5.根据权利要求1所述的悬臂式机械手3D打印装置，其特征在于：所述水平导轨及组件包括水平导轨（20）、连接板（21）、水平导轨滑块（22）、左限光电开关（23）、右限光电开关（24）、水平复位光电开关（25）、水平轴伺服电机（26）、水平轴电机法兰（27）、拖链架（28）、拖链（29）、拖链连接件（30）、打印头固定件（31），所述水平导轨（20）与垂直导轨（12）通过连接板（21）以螺纹方式连接在一起，所述水平导轨滑块（22）和水平导轨（20）连接在一起，所述左限光电开关（23）、右限光电开关（24）、水平复位光电开关（25）以螺纹方式固定在水平导轨滑块（22）侧面，所述水平轴伺服电机（26）通过水平轴电机法兰（27）以螺纹方式和水平导轨（20）连接在一起，所述拖链架（28）以螺纹方式固定在水平导轨（20）背面，所述拖链（29）固定在拖链架（28）上，以螺纹方式和拖链连接件（30）连接在一起，所述拖链连接件（30）以螺纹方式固定在水平导轨滑块（22）上，所述打印头固定件（31）以螺纹方式和水平导轨滑块（22）连接在一起。

6.根据权利要求1所述的悬臂式机械手3D打印装置，其特征在于：所述打印头（32）通过螺纹方式和打印头固定件（31）连接在一起。

7.根据权利要求1所述的悬臂式机械手3D打印装置，其特征在于：3D打印平台包括平台支架（33）、热床（34）、高硼硅玻璃（35）、四个调平螺钉（36），所述高硼硅玻璃（35）放置在热床（34）上面，所述热床（34）和四个调平螺钉（36）连接在一起，所述四个调平螺钉（36）固定在平台支架（33）上表面。

8.根据权利要求1所述的悬臂式机械手3D打印装置，其特征在于：送料装置包括送料盘支架（37）和送料盘（13），所述送料盘支架（37）固定在垂直导轨（12）背面，所述送料盘（13）固定在送料盘支架（37）上。