一種3D打印機Z軸升降系統

一種3D打印機Z軸升降系統
【申請(專利)號：CN202222193494.2；申請權利人：昆明理工大學;發明設計人：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Z軸升降系統，屬于3D打印領域。包括機架、升降組件、動力組件、平臺組件和調節組件，機架左右兩側均安裝有升降組件，升降組件底部安裝在機架底部的橫梁上，側部與機架側邊的豎梁連接，平臺組件與升降組件上端連接，每一側升降組件下部均固定有大同步帶輪，動力組件、調節組件固定于機架底部兩根縱梁上且調節組件位于靠近升降組件的位置，調節組件包括前后位置可調節的H輪，動力組件包括可轉動的小同步帶輪，同步帶為封閉式結構分別依次繞過小同步帶輪、一側的大同步帶輪、H輪、另一側的大同步帶輪。本實用新型可有效減少雙Z軸轉動不同步，且調節組件可對同步帶松緊進行快速調節，保證絲桿受力合理。 

主權項：

1.一種3D打印機Z軸升降系統，其特征在于：包括機架（1）、升降組件、動力組件（2）、平臺組件（3）、和調節組件（4），機架（1）左右兩側均安裝有升降組件，升降組件底部安裝在機架（1）底部的橫梁（12）上，側部與機架（1）側邊的豎梁（11）連接，平臺組件（3）與升降組件上端連接，每一側升降組件下部均固定有大同步帶輪（15），動力組件（2）、調節組件（4）固定于機架（1）底部兩根縱梁（13）上且調節組件（4）位于靠近升降組件的位置，調節組件（4）包括前后位置可調節的H輪（43），動力組件（2）包括可轉動的小同步帶輪（24），同步帶（46）為封閉式結構分別依次繞過小同步帶輪（24）、一側的大同步帶輪（15）、H輪（43）、另一側的大同步帶輪（15）。 

要求：

1.一種3D打印機Z軸升降系統，其特征在于：包括機架（1）、升降組件、動力組件（2）、平臺組件（3）、和調節組件（4），機架（1）左右兩側均安裝有升降組件，升降組件底部安裝在機架（1）底部的橫梁（12）上，側部與機架（1）側邊的豎梁（11）連接，平臺組件（3）與升降組件上端連接，每一側升降組件下部均固定有大同步帶輪（15），動力組件（2）、調節組件（4）固定于機架（1）底部兩根縱梁（13）上且調節組件（4）位于靠近升降組件的位置，調節組件（4）包括前后位置可調節的H輪（43），動力組件（2）包括可轉動的小同步帶輪（24），同步帶（46）為封閉式結構分別依次繞過小同步帶輪（24）、一側的大同步帶輪（15）、H輪（43）、另一側的大同步帶輪（15）。

2.根據權利要求1所述的一種3D打印機Z軸升降系統，其特征在于：所述升降組件包括微型導軌（16）、滑塊（17）、軸承支座（14）、T型絲桿（18）及絲桿螺母（19），微型導軌（16）固定在機架（1）兩側豎梁（11）上，滑塊（17）滑動安裝在微型導軌（16）上，機架（1）底部橫梁（12）兩側分別安裝有軸承支座（14），軸承支座（14）內固定有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）側面和滑塊（17）連接固定。

3.根據權利要求1或2所述的一種3D打印機Z軸升降系統，其特征在于：動力組件（2）還包括固定于機架（1）底部兩根縱梁（13）中間的電機架（21），電機架（21）上固定有h輪（23）和電機（22），小同步帶輪（24）固定于電機（22）的輸出軸上，電機架（21）上靠近小同步帶輪（24）的安裝位置對稱間隔設有兩個h輪（23），h輪（23）與同步帶（46）外側接觸。

4.根據權利要求1或2所述的一種3D打印機Z軸升降系統，其特征在于：

調節組件（4）包括調節架（41）、調節件（42）、H輪（43）、螺釘（44）、旋鈕（45），調節件（42）位于調節架（41）內部空腔，調節件（42）前側固定H輪（43），調節件（42）后側與固定螺釘（44）的前端連接，螺釘（44）穿過調節架（41）后側通孔與帶內螺紋的旋鈕（45）連接。

5.根據權利要求1所述的一種3D打印機Z軸升降系統，其特征在于：所述機架（1）框架材料為2020歐標鋁合金型材，型材采用角碼和螺栓螺母進行連接。

6.根據權利要求2所述的一種3D打印機Z軸升降系統，其特征在于：所述微型導軌（16）型號為國標MGN12，滑塊（17）型號為國標MGN12H，微型導軌（16）上的孔位和機架（1）兩側豎梁（11）鋁型材進行定位和連接。

7.根據權利要求2所述的一種3D打印機Z軸升降系統，其特征在于：軸承支座（14）型號為國標KFL000，軸承支座（14）上的孔位和機架（1）底部橫梁（12）鋁型材進行定位和連接。

8.根據權利要求2所述的一種3D打印機Z軸升降系統，其特征在于：平臺固定件（31）側面四個通孔用作和滑塊（17）定位和固定。

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

一種3D打印機Z軸升降系統
技術領域

本實用新型涉及一種3D打印機Z軸升降系統，屬于3D打印技術領域。

背景技術

對于現在的桌面級3D打印機，采用雙絲桿來驅動平臺的運動很廣泛，雙絲桿各自用電機驅動的方案在打印機使用中可能存在兩絲桿轉動不同步導致平臺傾斜的問題。同時，3D打印機長時間工作運行，會導致同步帶拉伸和變松，同步帶的張緊力會產生影響，同步帶運行時會抖動，嚴重時會跳齒，對3D打印機運行穩定性和打印精度產生影響。現有技術中，在3D打印機工作期間無法快速對同步帶進行調節。

實用新型內容

為解決以上技術問題，本實用新型的目的為提供一種3D打印機雙Z軸升降系統，可有效減少雙Z軸轉動不同步，且調節組件可對同步帶松緊進行快速調節，保證絲桿受力合理，提升打印精度。

本實用新型的技術方案是：一種3D打印機Z軸升降系統，包括機架1、升降組件、動力組件2、平臺組件3、和調節組件4，機架1左右兩側均安裝有升降組件，升降組件底部安裝在機架1底部的橫梁12上，側部與機架1側邊的豎梁11連接，平臺組件3與升降組件上端連接，每一側升降組件下部均固定有大同步帶輪15，動力組件2、調節組件4固定于機架1底部兩根縱梁13上且調節組件4位于靠近升降組件的位置，調節組件4包括前后位置可調節的H輪43，動力組件2包括可轉動的小同步帶輪24，同步帶46為封閉式結構分別依次繞過小同步帶輪24、一側的大同步帶輪15、H輪43、另一側的大同步帶輪15。

具體地，所述升降組件包括微型導軌16、滑塊17、軸承支座14、T型絲桿18及絲桿螺母19，微型導軌16固定在機架1兩側豎梁11上，滑塊17滑動安裝在微型導軌16上，機架1底部橫梁12兩側分別安裝有軸承支座14，軸承支座14內固定有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側面和滑塊17連接固定。

具體地，動力組件2還包括固定于機架1底部兩根縱梁13中間的電機架21，電機架21上固定有h輪23和電機22，小同步帶輪24固定于電機22的輸出軸上，電機架21上靠近小同步帶輪24的安裝位置對稱間隔設有兩個h輪23，h輪23與同步帶46外側接觸。

具體地，調節組件4包括調節架41、調節件42、H輪43、螺釘44、旋鈕45，調節件42位于調節架41內部空腔，調節件42前側固定H輪43，調節件42后側與固定螺釘44的前端連接，螺釘44穿過調節架41后側通孔與帶內螺紋的旋鈕45連接。

優選地，所述機架1框架材料為2020歐標鋁合金型材，型材采用角碼和螺栓螺母進行連接。

優選地，所述微型導軌16型號為國標MGN12，滑塊17型號為國標MGN12H，微型導軌16上的孔位和機架1兩側豎梁11鋁型材進行定位和連接。

優選地，軸承支座型14號為國標KFL000，軸承支座14上的孔位和機架1底部橫梁12鋁型材進行定位和連接。

優選地，平臺固定件31側面四個通孔用作和滑塊17定位和固定。

優選地，所述小同步帶輪24、一側的大同步帶輪15、H輪43、另一側的大同步帶輪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軸不同步使打印機平臺使用過程傾斜導致打印翹邊，也可通過調節組件對同步帶松緊快速調節，使同步帶張緊力達到較為合適的程度，防止同步帶工作抖動和跳齒，讓3D打印機工作穩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有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例中3D打印機雙Z軸升降系統立體示意圖；

圖2為本實用新型實施例中3D打印機雙Z軸升降系統的機架立體示意圖；

圖3為本實用新型實施例中3D打印機雙Z軸升降系統側視示意圖；

圖4為本實用新型實施例中3D打印機雙Z軸升降系統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打印機雙Z軸升降系統的調節組件的爆炸示意圖。

附圖標記：1-機架；11-豎梁；12-橫梁；13-縱梁；14-軸承支座；15-大同步帶輪；16-微型導軌；17-滑塊；18-T型絲桿；19-絲桿螺母；2-動力組件；21-電機架；22-電機；23-h輪；24-小同步帶輪；3-平臺組件；31-平臺固定件；32-平臺；4-調節組件；41-調節架；42-調節件；43-H輪；44-螺釘；45-旋鈕；46-同步帶。

具體實施方式

下面將結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方案進行清楚、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，本領域普通技術人員在沒有作出創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的范圍。

實施例1：參照圖1-圖5，一種3D打印機Z軸升降系統，包括機架1、升降組件、動力組件2、平臺組件3、和調節組件4，機架1左右兩側均安裝有升降組件，升降組件底部安裝在機架1底部的橫梁12上，側部與機架1側邊的豎梁11連接，平臺組件3與升降組件上端連接，每一側升降組件下部均固定有大同步帶輪15，動力組件2、調節組件4固定于機架1底部兩根縱梁13上且調節組件4位于靠近升降組件的位置，調節組件4包括前后位置可調節的H輪43，動力組件2包括可轉動的小同步帶輪24，同步帶46為封閉式結構分別依次繞過小同步帶輪24、一側的大同步帶輪15、H輪43、另一側的大同步帶輪15。

進一步地，所述升降組件包括微型導軌16、滑塊17、軸承支座14、T型絲桿18及絲桿螺母19，微型導軌16固定在機架1兩側豎梁11上，滑塊17滑動安裝在微型導軌16上，機架1底部橫梁12兩側分別安裝有軸承支座14，軸承支座14內固定有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，微型導軌16和滑塊17可對平臺32移動進行導向和增強移動穩定性；

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

通過兩根T型絲桿18同步轉動可以讓兩側絲桿螺母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豎直方向上穩定移動。

進一步地，動力組件2還包括固定于機架1底部兩根縱梁13中間的電機架21，電機架21上固定有h輪23和電機22，小同步帶輪24固定于電機22的輸出軸上，電機架21上靠近小同步帶輪24的安裝位置對稱間隔設有兩個h輪23，h輪23與同步帶46外側接觸。小同步帶輪24和同步帶46接觸，電機架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，增強傳動穩定性。

進一步地，調節組件4包括調節架41、調節件42、H輪43、螺釘44、旋鈕45，調節件42位于調節架41內部空腔，調節件42前側固定H輪43，調節件42后側與固定螺釘44的前端連接，螺釘44穿過調節架41后側通孔與帶內螺紋的旋鈕45連接。旋鈕45和調節架41位置固定，調節件42位置不固定，旋鈕45旋轉可轉化為螺釘44的直線運動，進一步讓調節件42在調節架41內部空腔作直線運動。調節件42的直線運動即可帶動H輪43對同步帶46松緊作調節。

進一步地，所述機架1框架材料為2020歐標鋁合金型材，型材采用角碼和螺栓螺母進行連接，結構簡單，安裝方便且牢固。所述微型導軌16型號為國標MGN12，滑塊17型號為國標MGN12H，微型導軌16上的孔位和機架1兩側豎梁11鋁型材進行定位和連接。軸承支座型14號為國標KFL000，軸承支座14上的孔位和機架1底部橫梁12鋁型材進行定位和連接。結構簡單，安裝方便且牢固。

進一步地，平臺固定件31側面四個通孔用作和滑塊17定位和固定，連接牢靠。

進一步地，所述小同步帶輪24、一側的大同步帶輪15、H輪43、另一側的大同步帶輪15位于同一水平面上，調節效果更好、更穩定。

本實用新型的工作原理是：動力組件2和調節組件4安裝在機架兩根縱梁13之間，根據同步帶46長度，動力組件2和調節組件4安裝位置在縱梁13方向可調節，調節到合適位置，電機架21和調節架41根據各自孔位和機架1縱梁13進行定位和固定。同步帶46為封閉環，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，且離地高度保持統一。調節組件4中，旋鈕45手動轉動時，因旋鈕45位置固定，螺釘44會作直線運動，螺釘44和調節件42連接，故旋鈕45轉動時調節件42會隨螺釘44直線運動，帶動調節件42上的H輪43運動。同步帶46安裝時穿過H輪43和調節件42之間，H輪43會將同步帶46向縱梁13靠近電機22方向拉緊，調節件42帶動H輪43在調節架41內部空腔移動，可使同步帶46松緊在一定程度調節。電機22轉動帶動小同步帶輪24轉動，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同步轉動，進一步實現平臺組件3平穩運動，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選方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護范圍內。