一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)

一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)
【申請(qǐng)(專利)號(hào)：CN202222193494.2；申請(qǐng)權(quán)利人：昆明理工大學(xué);發(fā)明設(shè)計(jì)人：袁銳波; 楊肖; 曹志鵬; 陳有錦;】

摘要：

本實(shí)用新型涉及一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，屬于3D打印領(lǐng)域。包括機(jī)架、升降組件、動(dòng)力組件、平臺(tái)組件和調(diào)節(jié)組件，機(jī)架左右兩側(cè)均安裝有升降組件，升降組件底部安裝在機(jī)架底部的橫梁上，側(cè)部與機(jī)架側(cè)邊的豎梁連接，平臺(tái)組件與升降組件上端連接，每一側(cè)升降組件下部均固定有大同步帶輪，動(dòng)力組件、調(diào)節(jié)組件固定于機(jī)架底部?jī)筛v梁上且調(diào)節(jié)組件位于靠近升降組件的位置，調(diào)節(jié)組件包括前后位置可調(diào)節(jié)的H輪，動(dòng)力組件包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的小同步帶輪，同步帶為封閉式結(jié)構(gòu)分別依次繞過小同步帶輪、一側(cè)的大同步帶輪、H輪、另一側(cè)的大同步帶輪。本實(shí)用新型可有效減少雙Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，且調(diào)節(jié)組件可對(duì)同步帶松緊進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，保證絲桿受力合理。 

主權(quán)項(xiàng)：

1.一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，其特征在于：包括機(jī)架（1）、升降組件、動(dòng)力組件（2）、平臺(tái)組件（3）、和調(diào)節(jié)組件（4），機(jī)架（1）左右兩側(cè)均安裝有升降組件，升降組件底部安裝在機(jī)架（1）底部的橫梁（12）上，側(cè)部與機(jī)架（1）側(cè)邊的豎梁（11）連接，平臺(tái)組件（3）與升降組件上端連接，每一側(cè)升降組件下部均固定有大同步帶輪（15），動(dòng)力組件（2）、調(diào)節(jié)組件（4）固定于機(jī)架（1）底部?jī)筛v梁（13）上且調(diào)節(jié)組件（4）位于靠近升降組件的位置，調(diào)節(jié)組件（4）包括前后位置可調(diào)節(jié)的H輪（43），動(dòng)力組件（2）包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的小同步帶輪（24），同步帶（46）為封閉式結(jié)構(gòu)分別依次繞過小同步帶輪（24）、一側(cè)的大同步帶輪（15）、H輪（43）、另一側(cè)的大同步帶輪（15）。 

要求：

1.一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，其特征在于：包括機(jī)架（1）、升降組件、動(dòng)力組件（2）、平臺(tái)組件（3）、和調(diào)節(jié)組件（4），機(jī)架（1）左右兩側(cè)均安裝有升降組件，升降組件底部安裝在機(jī)架（1）底部的橫梁（12）上，側(cè)部與機(jī)架（1）側(cè)邊的豎梁（11）連接，平臺(tái)組件（3）與升降組件上端連接，每一側(cè)升降組件下部均固定有大同步帶輪（15），動(dòng)力組件（2）、調(diào)節(jié)組件（4）固定于機(jī)架（1）底部?jī)筛v梁（13）上且調(diào)節(jié)組件（4）位于靠近升降組件的位置，調(diào)節(jié)組件（4）包括前后位置可調(diào)節(jié)的H輪（43），動(dòng)力組件（2）包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的小同步帶輪（24），同步帶（46）為封閉式結(jié)構(gòu)分別依次繞過小同步帶輪（24）、一側(cè)的大同步帶輪（15）、H輪（43）、另一側(cè)的大同步帶輪（15）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，其特征在于：所述升降組件包括微型導(dǎo)軌（16）、滑塊（17）、軸承支座（14）、T型絲桿（18）及絲桿螺母（19），微型導(dǎo)軌（16）固定在機(jī)架（1）兩側(cè)豎梁（11）上，滑塊（17）滑動(dòng)安裝在微型導(dǎo)軌（16）上，機(jī)架（1）底部橫梁（12）兩側(cè)分別安裝有軸承支座（14），軸承支座（14）內(nèi)固定有T型絲桿（18），T型絲桿（18）上安裝絲桿螺母（19），T型絲桿（18）上靠近軸承支座（14）位置固定有大同步帶輪（15）；

平臺(tái)組件（3）包括平臺(tái)（32）和安裝在平臺(tái)（32）兩側(cè)的兩個(gè)平臺(tái)固定件（31），絲桿螺母（19）固定在平臺(tái)固定件（31）頂面，平臺(tái)固定件（31）側(cè)面和滑塊（17）連接固定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，其特征在于：動(dòng)力組件（2）還包括固定于機(jī)架（1）底部?jī)筛v梁（13）中間的電機(jī)架（21），電機(jī)架（21）上固定有h輪（23）和電機(jī)（22），小同步帶輪（24）固定于電機(jī)（22）的輸出軸上，電機(jī)架（21）上靠近小同步帶輪（24）的安裝位置對(duì)稱間隔設(shè)有兩個(gè)h輪（23），h輪（23）與同步帶（46）外側(cè)接觸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，其特征在于：

調(diào)節(jié)組件（4）包括調(diào)節(jié)架（41）、調(diào)節(jié)件（42）、H輪（43）、螺釘（44）、旋鈕（45），調(diào)節(jié)件（42）位于調(diào)節(jié)架（41）內(nèi)部空腔，調(diào)節(jié)件（42）前側(cè)固定H輪（43），調(diào)節(jié)件（42）后側(cè)與固定螺釘（44）的前端連接，螺釘（44）穿過調(diào)節(jié)架（41）后側(cè)通孔與帶內(nèi)螺紋的旋鈕（45）連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，其特征在于：所述機(jī)架（1）框架材料為2020歐標(biāo)鋁合金型材，型材采用角碼和螺栓螺母進(jìn)行連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，其特征在于：所述微型導(dǎo)軌（16）型號(hào)為國(guó)標(biāo)MGN12，滑塊（17）型號(hào)為國(guó)標(biāo)MGN12H，微型導(dǎo)軌（16）上的孔位和機(jī)架（1）兩側(cè)豎梁（11）鋁型材進(jìn)行定位和連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，其特征在于：軸承支座（14）型號(hào)為國(guó)標(biāo)KFL000，軸承支座（14）上的孔位和機(jī)架（1）底部橫梁（12）鋁型材進(jìn)行定位和連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，其特征在于：平臺(tái)固定件（31）側(cè)面四個(gè)通孔用作和滑塊（17）定位和固定。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，其特征在于：所述小同步帶輪（24）、一側(cè)的大同步帶輪（15）、H輪（43）、另一側(cè)的大同步帶輪（15）位于同一水平面上。

一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，屬于3D打印技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

對(duì)于現(xiàn)在的桌面級(jí)3D打印機(jī)，采用雙絲桿來(lái)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)很廣泛，雙絲桿各自用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方案在打印機(jī)使用中可能存在兩絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)不同步導(dǎo)致平臺(tái)傾斜的問題。同時(shí)，3D打印機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致同步帶拉伸和變松，同步帶的張緊力會(huì)產(chǎn)生影響，同步帶運(yùn)行時(shí)會(huì)抖動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)跳齒，對(duì)3D打印機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性和打印精度產(chǎn)生影響。現(xiàn)有技術(shù)中，在3D打印機(jī)工作期間無(wú)法快速對(duì)同步帶進(jìn)行調(diào)節(jié)。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的為提供一種3D打印機(jī)雙Z軸升降系統(tǒng)，可有效減少雙Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，且調(diào)節(jié)組件可對(duì)同步帶松緊進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，保證絲桿受力合理，提升打印精度。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，包括機(jī)架1、升降組件、動(dòng)力組件2、平臺(tái)組件3、和調(diào)節(jié)組件4，機(jī)架1左右兩側(cè)均安裝有升降組件，升降組件底部安裝在機(jī)架1底部的橫梁12上，側(cè)部與機(jī)架1側(cè)邊的豎梁11連接，平臺(tái)組件3與升降組件上端連接，每一側(cè)升降組件下部均固定有大同步帶輪15，動(dòng)力組件2、調(diào)節(jié)組件4固定于機(jī)架1底部?jī)筛v梁13上且調(diào)節(jié)組件4位于靠近升降組件的位置，調(diào)節(jié)組件4包括前后位置可調(diào)節(jié)的H輪43，動(dòng)力組件2包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的小同步帶輪24，同步帶46為封閉式結(jié)構(gòu)分別依次繞過小同步帶輪24、一側(cè)的大同步帶輪15、H輪43、另一側(cè)的大同步帶輪15。

具體地，所述升降組件包括微型導(dǎo)軌16、滑塊17、軸承支座14、T型絲桿18及絲桿螺母19，微型導(dǎo)軌16固定在機(jī)架1兩側(cè)豎梁11上，滑塊17滑動(dòng)安裝在微型導(dǎo)軌16上，機(jī)架1底部橫梁12兩側(cè)分別安裝有軸承支座14，軸承支座14內(nèi)固定有T型絲桿18，T型絲桿18上安裝絲桿螺母19，T型絲桿18上靠近軸承支座14位置固定有大同步帶輪15；

平臺(tái)組件3包括平臺(tái)32和安裝在平臺(tái)32兩側(cè)的兩個(gè)平臺(tái)固定件31，絲桿螺母19固定在平臺(tái)固定件31頂面，平臺(tái)固定件31側(cè)面和滑塊17連接固定。

具體地，動(dòng)力組件2還包括固定于機(jī)架1底部?jī)筛v梁13中間的電機(jī)架21，電機(jī)架21上固定有h輪23和電機(jī)22，小同步帶輪24固定于電機(jī)22的輸出軸上，電機(jī)架21上靠近小同步帶輪24的安裝位置對(duì)稱間隔設(shè)有兩個(gè)h輪23，h輪23與同步帶46外側(cè)接觸。

具體地，調(diào)節(jié)組件4包括調(diào)節(jié)架41、調(diào)節(jié)件42、H輪43、螺釘44、旋鈕45，調(diào)節(jié)件42位于調(diào)節(jié)架41內(nèi)部空腔，調(diào)節(jié)件42前側(cè)固定H輪43，調(diào)節(jié)件42后側(cè)與固定螺釘44的前端連接，螺釘44穿過調(diào)節(jié)架41后側(cè)通孔與帶內(nèi)螺紋的旋鈕45連接。

優(yōu)選地，所述機(jī)架1框架材料為2020歐標(biāo)鋁合金型材，型材采用角碼和螺栓螺母進(jìn)行連接。

優(yōu)選地，所述微型導(dǎo)軌16型號(hào)為國(guó)標(biāo)MGN12，滑塊17型號(hào)為國(guó)標(biāo)MGN12H，微型導(dǎo)軌16上的孔位和機(jī)架1兩側(cè)豎梁11鋁型材進(jìn)行定位和連接。

優(yōu)選地，軸承支座型14號(hào)為國(guó)標(biāo)KFL000，軸承支座14上的孔位和機(jī)架1底部橫梁12鋁型材進(jìn)行定位和連接。

優(yōu)選地，平臺(tái)固定件31側(cè)面四個(gè)通孔用作和滑塊17定位和固定。

優(yōu)選地，所述小同步帶輪24、一側(cè)的大同步帶輪15、H輪43、另一側(cè)的大同步帶輪15位于同一水平面上。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型可有效減少雙Z軸不同步使打印機(jī)平臺(tái)使用過程傾斜導(dǎo)致打印翹邊，也可通過調(diào)節(jié)組件對(duì)同步帶松緊快速調(diào)節(jié)，使同步帶張緊力達(dá)到較為合適的程度，防止同步帶工作抖動(dòng)和跳齒，讓3D打印機(jī)工作穩(wěn)定性和打印精度有所提高。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中3D打印機(jī)雙Z軸升降系統(tǒng)立體示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中3D打印機(jī)雙Z軸升降系統(tǒng)的機(jī)架立體示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中3D打印機(jī)雙Z軸升降系統(tǒng)側(cè)視示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中3D打印機(jī)雙Z軸升降系統(tǒng)的同步帶傳動(dòng)部分剖面示意圖；

圖5 為本實(shí)用新型實(shí)施例中3D打印機(jī)雙Z軸升降系統(tǒng)的調(diào)節(jié)組件的爆炸示意圖。

附圖標(biāo)記：1-機(jī)架；11-豎梁；12-橫梁；13-縱梁；14-軸承支座；15-大同步帶輪；16-微型導(dǎo)軌；17-滑塊；18-T型絲桿；19-絲桿螺母；2-動(dòng)力組件；21-電機(jī)架；22-電機(jī)；23-h輪；24-小同步帶輪；3-平臺(tái)組件；31-平臺(tái)固定件；32-平臺(tái)；4-調(diào)節(jié)組件；41-調(diào)節(jié)架；42-調(diào)節(jié)件；43-H輪；44-螺釘；45-旋鈕；46-同步帶。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1：參照?qǐng)D1-圖5，一種3D打印機(jī)Z軸升降系統(tǒng)，包括機(jī)架1、升降組件、動(dòng)力組件2、平臺(tái)組件3、和調(diào)節(jié)組件4，機(jī)架1左右兩側(cè)均安裝有升降組件，升降組件底部安裝在機(jī)架1底部的橫梁12上，側(cè)部與機(jī)架1側(cè)邊的豎梁11連接，平臺(tái)組件3與升降組件上端連接，每一側(cè)升降組件下部均固定有大同步帶輪15，動(dòng)力組件2、調(diào)節(jié)組件4固定于機(jī)架1底部?jī)筛v梁13上且調(diào)節(jié)組件4位于靠近升降組件的位置，調(diào)節(jié)組件4包括前后位置可調(diào)節(jié)的H輪43，動(dòng)力組件2包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的小同步帶輪24，同步帶46為封閉式結(jié)構(gòu)分別依次繞過小同步帶輪24、一側(cè)的大同步帶輪15、H輪43、另一側(cè)的大同步帶輪15。

進(jìn)一步地，所述升降組件包括微型導(dǎo)軌16、滑塊17、軸承支座14、T型絲桿18及絲桿螺母19，微型導(dǎo)軌16固定在機(jī)架1兩側(cè)豎梁11上，滑塊17滑動(dòng)安裝在微型導(dǎo)軌16上，機(jī)架1底部橫梁12兩側(cè)分別安裝有軸承支座14，軸承支座14內(nèi)固定有T型絲桿18，T型絲桿18上安裝絲桿螺母19，T型絲桿18上靠近軸承支座14位置固定有大同步帶輪15，微型導(dǎo)軌16和滑塊17可對(duì)平臺(tái)32移動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向和增強(qiáng)移動(dòng)穩(wěn)定性；

平臺(tái)組件3包括平臺(tái)32和安裝在平臺(tái)32兩側(cè)的兩個(gè)平臺(tái)固定件31，絲桿螺母19固定在平臺(tái)固定件31頂面，平臺(tái)固定件31側(cè)面和滑塊17連接固定。

通過兩根T型絲桿18同步轉(zhuǎn)動(dòng)可以讓兩側(cè)絲桿螺母19同步豎直方向移動(dòng)，由此帶動(dòng)兩個(gè)平臺(tái)固定件31同步移動(dòng)，讓平臺(tái)32豎直方向上穩(wěn)定移動(dòng)。

進(jìn)一步地，動(dòng)力組件2還包括固定于機(jī)架1底部?jī)筛v梁13中間的電機(jī)架21，電機(jī)架21上固定有h輪23和電機(jī)22，小同步帶輪24固定于電機(jī)22的輸出軸上，電機(jī)架21上靠近小同步帶輪24的安裝位置對(duì)稱間隔設(shè)有兩個(gè)h輪23，h輪23與同步帶46外側(cè)接觸。小同步帶輪24和同步帶46接觸，電機(jī)架21上兩個(gè)h輪23可以限制同步帶46空間位置，讓小同步帶輪24兩側(cè)同步帶46之間保持平行，使同步帶46和小同步帶輪24的接觸面積增大，從而增大同步帶46和小同步帶輪24接觸的包角，增強(qiáng)傳動(dòng)穩(wěn)定性。

進(jìn)一步地，調(diào)節(jié)組件4包括調(diào)節(jié)架41、調(diào)節(jié)件42、H輪43、螺釘44、旋鈕45，調(diào)節(jié)件42位于調(diào)節(jié)架41內(nèi)部空腔，調(diào)節(jié)件42前側(cè)固定H輪43，調(diào)節(jié)件42后側(cè)與固定螺釘44的前端連接，螺釘44穿過調(diào)節(jié)架41后側(cè)通孔與帶內(nèi)螺紋的旋鈕45連接。旋鈕45和調(diào)節(jié)架41位置固定，調(diào)節(jié)件42位置不固定，旋鈕45旋轉(zhuǎn)可轉(zhuǎn)化為螺釘44的直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步讓調(diào)節(jié)件42在調(diào)節(jié)架41內(nèi)部空腔作直線運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)件42的直線運(yùn)動(dòng)即可帶動(dòng)H輪43對(duì)同步帶46松緊作調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，所述機(jī)架1框架材料為2020歐標(biāo)鋁合金型材，型材采用角碼和螺栓螺母進(jìn)行連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便且牢固。所述微型導(dǎo)軌16型號(hào)為國(guó)標(biāo)MGN12，滑塊17型號(hào)為國(guó)標(biāo)MGN12H，微型導(dǎo)軌16上的孔位和機(jī)架1兩側(cè)豎梁11鋁型材進(jìn)行定位和連接。軸承支座型14號(hào)為國(guó)標(biāo)KFL000，軸承支座14上的孔位和機(jī)架1底部橫梁12鋁型材進(jìn)行定位和連接。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便且牢固。

進(jìn)一步地，平臺(tái)固定件31側(cè)面四個(gè)通孔用作和滑塊17定位和固定，連接牢靠。

進(jìn)一步地，所述小同步帶輪24、一側(cè)的大同步帶輪15、H輪43、另一側(cè)的大同步帶輪15位于同一水平面上，調(diào)節(jié)效果更好、更穩(wěn)定。

本實(shí)用新型的工作原理是：動(dòng)力組件2和調(diào)節(jié)組件4安裝在機(jī)架兩根縱梁13之間，根據(jù)同步帶46長(zhǎng)度，動(dòng)力組件2和調(diào)節(jié)組件4安裝位置在縱梁13方向可調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到合適位置，電機(jī)架21和調(diào)節(jié)架41根據(jù)各自孔位和機(jī)架1縱梁13進(jìn)行定位和固定。同步帶46為封閉環(huán)，與小同步帶輪24、兩個(gè)h輪23、兩個(gè)大同步帶輪15和H輪43直接接觸，且離地高度保持統(tǒng)一。調(diào)節(jié)組件4中，旋鈕45手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因旋鈕45位置固定，螺釘44會(huì)作直線運(yùn)動(dòng)，螺釘44和調(diào)節(jié)件42連接，故旋鈕45轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)件42會(huì)隨螺釘44直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)調(diào)節(jié)件42上的H輪43運(yùn)動(dòng)。同步帶46安裝時(shí)穿過H輪43和調(diào)節(jié)件42之間，H輪43會(huì)將同步帶46向縱梁13靠近電機(jī)22方向拉緊，調(diào)節(jié)件42帶動(dòng)H輪43在調(diào)節(jié)架41內(nèi)部空腔移動(dòng)，可使同步帶46松緊在一定程度調(diào)節(jié)。電機(jī)22轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)小同步帶輪24轉(zhuǎn)動(dòng)，小同步帶輪24帶動(dòng)同步帶46，同步帶46帶動(dòng)兩個(gè)大同步帶輪15同步轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)平臺(tái)組件3平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，讓打印精度提高。

以上所述的實(shí)施例僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。