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(專利)號：CN202222193494.2；申請權(quán)利人：昆明理工大學(xué);發(fā)明設(shè)計人：袁銳波; 楊肖; 曹志鵬; 陳有錦;】

摘要：

本實用新型涉及一種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、動力組件、平臺組件和調(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，動力組件、調(diào)節(jié)組件固定于機(jī)架底部兩根縱梁上且調(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，動力組件包括可轉(zhuǎn)動的小同步帶輪，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。本實用新型可有效減少雙Z軸轉(zhuǎn)動不同步，且調(diào)節(jié)組件可對同步帶松緊進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，保證絲桿受力合理。 

主權(quán)項：

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、動力組件（2）、平臺組件（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），動力組件（2）、調(diào)節(jié)組件（4）固定于機(jī)架（1）底部兩根縱梁（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），動力組件（2）包括可轉(zhuǎn)動的小同步帶輪（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、動力組件（2）、平臺組件（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），動力組件（2）、調(diào)節(jié)組件（4）固定于機(jī)架（1）底部兩根縱梁（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），動力組件（2）包括可轉(zhuǎn)動的小同步帶輪（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）；

平臺組件（3）包括平臺（32）和安裝在平臺（32）兩側(cè)的兩個平臺固定件（31），絲桿螺母（19）固定在平臺固定件（31）頂面，平臺固定件（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：動力組件（2）還包括固定于機(jī)架（1）底部兩根縱梁（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）的安裝位置對稱間隔設(shè)有兩個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）型號為國標(biāo)MGN12，滑塊（17）型號為國標(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）型號為國標(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：平臺固定件（31）側(cè)面四個通孔用作和滑塊（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)

對于現(xiàn)在的桌面級3D打印機(jī)，采用雙絲桿來驅(qū)動平臺的運動很廣泛，雙絲桿各自用電機(jī)驅(qū)動的方案在打印機(jī)使用中可能存在兩絲桿轉(zhuǎn)動不同步導(dǎo)致平臺傾斜的問題。同時，3D打印機(jī)長時間工作運行，會導(dǎo)致同步帶拉伸和變松，同步帶的張緊力會產(chǎn)生影響，同步帶運行時會抖動，嚴(yán)重時會跳齒，對3D打印機(jī)運行穩(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)工作期間無法快速對同步帶進(jìn)行調(diào)節(jié)。

實用新型內(nèi)容

為解決以上技術(shù)問題，本實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)動不同步，且調(diào)節(jié)組件可對同步帶松緊進(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、動力組件2、平臺組件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，動力組件2、調(diào)節(jié)組件4固定于機(jī)架1底部兩根縱梁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，動力組件2包括可轉(zhuǎn)動的小同步帶輪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；

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

具體地，動力組件2還包括固定于機(jī)架1底部兩根縱梁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的安裝位置對稱間隔設(shè)有兩個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型號為國標(biāo)MGN12，滑塊17型號為國標(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號為國標(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，平臺固定件31側(cè)面四個通孔用作和滑塊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。

本實用新型的有益效果是：本實用新型可有效減少雙Z軸不同步使打印機(jī)平臺使用過程傾斜導(dǎo)致打印翹邊，也可通過調(diào)節(jié)組件對同步帶松緊快速調(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實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

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

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

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

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

圖5 為本實用新型實施例中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-動力組件；21-電機(jī)架；22-電機(jī)；23-h輪；24-小同步帶輪；3-平臺組件；31-平臺固定件；32-平臺；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。

具體實施方式

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

實施例1：參照圖1-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、動力組件2、平臺組件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，動力組件2、調(diào)節(jié)組件4固定于機(jī)架1底部兩根縱梁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，動力組件2包括可轉(zhuǎn)動的小同步帶輪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可對平臺32移動進(jìn)行導(dǎo)向和增強(qiáng)移動穩(wěn)定性；

平臺組件3包括平臺32和安裝在平臺32兩側(cè)的兩個平臺固定件31，絲桿螺母19固定在平臺固定件31頂面，平臺固定件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)動可以讓兩側(cè)絲桿螺母19同步豎直方向移動，由此帶動兩個平臺固定件31同步移動，讓平臺32豎直方向上穩(wěn)定移動。

進(jìn)一步地，動力組件2還包括固定于機(jī)架1底部兩根縱梁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的安裝位置對稱間隔設(shè)有兩個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的直線運動，進(jìn)一步讓調(diào)節(jié)件42在調(diào)節(jié)架41內(nèi)部空腔作直線運動。調(diào)節(jié)件42的直線運動即可帶動H輪43對同步帶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)簡單，安裝方便且牢固。所述微型導(dǎo)軌16型號為國標(biāo)MGN12，滑塊17型號為國標(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號為國標(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)簡單，安裝方便且牢固。

進(jìn)一步地，平臺固定件31側(cè)面四個通孔用作和滑塊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。

本實用新型的工作原理是：動力組件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長度，動力組件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h輪23、兩個大同步帶輪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手動轉(zhuǎn)動時，因旋鈕45位置固定，螺釘44會作直線運動，螺釘44和調(diào)節(jié)件42連接，故旋鈕45轉(zhuǎn)動時調(diào)節(jié)件42會隨螺釘44直線運動，帶動調(diào)節(jié)件42上的H輪43運動。同步帶46安裝時穿過H輪43和調(diào)節(jié)件42之間，H輪43會將同步帶46向縱梁13靠近電機(jī)22方向拉緊，調(diào)節(jié)件42帶動H輪43在調(diào)節(jié)架41內(nèi)部空腔移動，可使同步帶46松緊在一定程度調(diào)節(jié)。電機(jī)22轉(zhuǎn)動帶動小同步帶輪24轉(zhuǎn)動，小同步帶輪24帶動同步帶46，同步帶46帶動兩個大同步帶輪15同步轉(zhuǎn)動，進(jìn)一步實現(xiàn)平臺組件3平穩(wěn)運動，讓打印精度提高。

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