一种用于辅助3d打印机送料的装置
技术领域
1.本实用新型涉及3d打印技术领域，特别是涉及一种用于辅助 3d打印机送料的装置。
背景技术：2.3d打印机的打印材料通常是较为坚硬的pla或abs材料，目前，针对3d打印机的进料方式主要为通过材料挤出设备内部的电机实现两齿轮啮合，进而带动打印材料的挤出，材料卷筒则放置在打印机附近可自由旋转。参考1kg的打印材料可知，材料性能的显着差异取决于使用水平，一卷新的(满的)打印材料能否很好地转动，与其电机带动齿轮啮合的力度(即挤出材料所需的力度)是密切相关的。
3.通常情况下，材料挤出设备内部的电机有足够的功率来实现对打印材料的推进挤出，但由于挤出材料时，是由挤出设备内部的两个齿轮将打印材料线推向热端侧，因此两齿轮的啮合处会收集材料的颗粒，导致两齿轮啮合处堵塞，进而导致打印机喷嘴堵塞，无法正常打印，需要人工经常维护材料挤出装置以避免喷嘴堵塞。此外，这些颗粒在进料时往往会分离并与干净的材料混合，从而增加喷嘴问题和喷嘴更频繁的磨损。
4.当材料卷筒是全满的时候，将材料线拉出所需的力度会比较大，进而导致挤出设备内部的电机所需的功率也需较大；而当材料卷筒使用一半或更多时，其厚度半径变小，并且在某些环境条件下，由于材料卷筒本身的重力作用，对材料线条进行拉扯，在打印过程中材料往往会频繁地断裂，这使得长时间的打印作业变得不安全。随着材料的消耗，材料卷筒的重量也是随着在变化的，而挤出设备内部的电机的功率却是恒定的，材料消耗前后将材料线拉出所需的力度的变化会影响两个进料齿轮的磨损以及加重喷嘴的堵塞。
5.针对上述问题，国内已有的相关用于辅助3d打印机送料的装置的专利主要有《一种3d打印机的辅助送料装置》(专利号： cn106584841a)，但其设计中，材料的推进力来源主要仍是由材料挤出装置内部的两齿轮啮合提供，仅仅只是通过滚轮和在材料卷筒的中间添加固定一个轴承来减少材料在挤出过程中所遇到的摩擦力，并未从根本上解决磨损问题。而其它相关3d打印机送料装置也主要是通过设计，方便工作人员更换材料，并无针对材料挤出推进力的设计。
6.在对国内相关技术进行深入研究后，本实用新型为解决3d打印机在打印过程中，材料重量的变化对材料挤出装置内部的磨损和堵塞影响问题，提出一种用于辅助3d打印机送料的装置，用于减少 3d打印机材料挤出装置的磨损和堵塞问题，提高3d打印机的打印工作效率和打印质量，降低人工修理打印机的工作量，提高打印机的自动化程度。
技术实现要素：7.本实用新型的目的是提供一种用于辅助3d打印机送料的装置，以解决上述现有技术存在的问题。
8.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种用于辅助3d
打印机送料的装置，包括3d打印机，所述3d打印机顶端一侧固定连接有支撑架，所述支撑架顶端靠近所述3d打印机的一侧固定连接有底板，所述底板顶端设置有测重承载组件，所述测重承载组件顶端设置有材料卷筒，所述材料卷筒与所述3d打印机对应设置，所述支撑架远离所述3d打印机的一端设置有主动移动组件，所述主动移动组件上设置有从动移动组件，所述主动移动组件和所述从动移动组件传动连接，所述从动移动组件和所述材料卷筒对应设置，所述底板上设置有控制组件，所述测重承载组件和所述主动移动组件均与所述控制组件电性连接。
9.优选的，所述测重承载组件包括固定连接在所述底板顶端中部的压力传感器，所述压力传感器顶端固定连接有承重板，所述承重板顶端四角上均设置有转动件，所述转动件与所述材料卷筒对应设置，所述压力传感器与所述控制组件电性连接。
10.优选的，所述转动件包括固定连接在所述承重板顶端的u型轴承架，所述u型轴承架的开口端固定连接有轴套，所述轴套上安装有轴承，所述轴承与所述材料卷筒的侧边抵接，所述轴套上固定连接有两分离盘，所述分离盘位于所述u型轴承架内侧壁和所述轴承之间。
11.优选的，所述主动移动组件包括底端固定连接在所述支撑架上的主动轮固定臂，所述主动轮固定臂顶端固定连接有步进电机，所述步进电机的输出轴上固定连接有主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动移动组件传动连接，所述步进电机与所述控制组件电性连接。
12.优选的，所述从动移动组件包括一端固定连接在所述主动轮固定臂顶端的从动轮固定臂，所述从动轮固定臂另一端固定连接有轴承箱，所述轴承箱上转动连接有丝杆的一端，所述丝杆的另一端贯穿所述材料卷筒螺纹连接有第一锁座，所述第一锁座与所述材料卷筒侧壁抵接，所述丝杆上固定连接有从动齿轮，所述从动齿轮位于所述材料卷筒和所述轴承箱之间，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合。
13.优选的，所述从动齿轮与所述轴承箱之间设置有分离环，所述分离环套设在所述丝杆上，且所述分离环两端分别与所述轴承箱和所述从动齿轮抵接，所述从动齿轮远离所述分离环的一侧固定连接有第二锁座，所述第二锁座与所述第一锁座平行设置，且与所述材料卷筒侧壁抵接。
14.优选的，所述控制组件包括固定连接在所述底板顶端的控制板和电机驱动板，所述电机驱动板和所述压力传感器均与所述控制板电性连接，所述电机驱动板和所述步进电机电性连接。
15.本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的一种用于辅助3d打印机送料的装置，通过设置测重承载组件实现了对材料卷筒重量的实时监测，通过设置主动移动组件、从动移动组件实现了材料卷筒的转动，减少了3d打印机挤出设备的啮合力和材料卷筒本身重力二者对材料线条的拉扯带来的材料断裂影响，减少了3d打印机挤出装置内部的齿轮啮合磨损，避免了喷嘴堵塞。
16.与现有的3d打印机辅助送料装置相比，本装置可实现性高，结构简单，运行安全可靠，适用性强，可搭载性强，从根本上降低了材料卷筒前后重量变化对3d打印机挤出装置的不良影响，而不只是减少其送料过程所遇的摩擦力。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型结构示意图；
19.图2为本实用新测重承载组件结构示意图；
20.图3为本实用新型图2中a处局部放大图；
21.图4为本实用新型从动移动组件结构示意图；
22.图5为本实用新型轴承箱内部结构示意图；
23.其中，1、3d打印机；2、支撑架；3、底板；4、材料卷筒；5、压力传感器；6、承重板；7、u型轴承架；8、轴套；9、轴承；10、分离盘；11、主动轮固定臂；12、步进电机；13、主动齿轮；14、从动轮固定臂；15、轴承箱；16、丝杆；17、从动齿轮；18、分离环；19、控制板；20、电机驱动板。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
26.本实用新型提供一种用于辅助3d打印机送料的装置，包括3d 打印机1，3d打印机1顶端一侧固定连接有支撑架2，支撑架2顶端靠近3d打印机1的一侧固定连接有底板3，底板3顶端设置有测重承载组件，测重承载组件顶端设置有材料卷筒4，材料卷筒4与 3d打印机1对应设置，支撑架2远离3d打印机1的一端设置有主动移动组件，主动移动组件上设置有从动移动组件，主动移动组件和从动移动组件传动连接，从动移动组件和材料卷筒4对应设置，底板3上设置有控制组件，测重承载组件和主动移动组件均与控制组件电性连接。
27.进一步优化方案，为了实现对材料卷筒4重量的实时监测，测重承载组件包括固定连接在底板3顶端中部的压力传感器5，压力传感器5顶端固定连接有承重板6，承重板6顶端四角上均设置有转动件，转动件与材料卷筒4对应设置，压力传感器5与控制组件电性连接。
28.进一步优化方案，为了实现材料卷筒4的承载转动，转动件包括固定连接在承重板6顶端的u型轴承架7，u型轴承架7通过限位螺栓固定安装在承重板6上，u型轴承架7的开口端固定连接有轴套8，轴套8上安装有轴承9，轴承9与材料卷筒4的侧边抵接，轴套8上固定连接有两分离盘10，分离盘10位于u型轴承架7内侧壁和轴承9之间，分离盘10设有与轴承9内径对应的圆形突起部分，左右两个分离盘10用以定位和夹紧轴承9，轴套8用以减少轴承9 的摩擦，便以实现材料卷筒4在四个转动件上顺滑原地转动。
29.进一步优化方案，主动移动组件包括底端固定连接在支撑架2 上的主动轮固定臂11，主动轮固定臂11顶端固定连接有步进电机 12，步进电机12的输出轴上固定连接有主动齿轮13，主动齿轮13 与从动移动组件传动连接，步进电机12与控制组件通过导线电性连
接，步进电机12控制主动齿轮13的转动，主动齿轮13带动从动移动组件转动。
30.进一步优化方案，从动移动组件包括一端固定连接在主动轮固定臂11顶端的从动轮固定臂14，从动轮固定臂14另一端固定连接有轴承箱15，轴承箱15上转动连接有丝杆16的一端，轴承箱15 内安装有定位杆套，定位杆套两端均安装有第二轴承和六角螺母，六角螺母螺纹连接在丝杆16上用来固定丝杆16的一端，第二轴承和定位杆套套穿在丝杆16上，保证丝杆16的稳定转动，同时轴承箱15位于从动轮固定臂14远离材料卷筒4的一侧，从动轮固定臂 14另一侧设置有轴承箱盖，轴承箱15通过定位杆套与从动轮固定臂14过盈配合固定在一起，轴承箱盖通过螺栓螺母固定安装在从动轮固定臂14上，防止第二轴承和六角螺母滑移出来，同时也起到隔离从动齿轮17的作用，避免从动齿轮17的旋转与从动轮固定臂14 的摩擦阻碍材料卷筒4的旋转。丝杆16的另一端贯穿材料卷筒4螺纹连接有第一锁座，第一锁座与材料卷筒4侧壁抵接，实现材料卷筒4在丝杆16上的限位安装，实现从动齿轮17转动时带动材料卷筒4转动，丝杆16上固定连接有从动齿轮17，从动齿轮17位于材料卷筒4和轴承箱15之间，从动齿轮17与主动齿轮13啮合。
31.进一步优化方案，为了调节不同尺寸的材料卷筒4所带来的安装尺寸误差，从动齿轮17与轴承箱15之间设置有分离环18，分离环18套设在丝杆16上，且分离环18两端分别与轴承箱15和从动齿轮17抵接，方便调节从动齿轮17与主动齿轮13之间的距离，避免距离误差影响从动齿轮17和主动齿轮13间的啮合，从动齿轮17 远离分离环18的一侧固定连接有第二锁座，第二锁座与第一锁座平行设置，且与材料卷筒4侧壁抵接，通过第一锁座和第二锁座实现对材料卷筒4的夹紧限位，从而保证从动齿轮17转动时带动材料卷筒4同步转动。
32.进一步优化方案，为了实现重量的实时监测以及重量变化后步进电机的转动，控制组件包括固定连接在底板3顶端的控制板19和电机驱动板20，电机驱动板20和压力传感器5均与控制板19通过导线电性连接，电机驱动板20和步进电机12通过导线电性连接，压力传感器5将重量变化反馈给控制板19，控制板19接收信号后反馈给电机驱动板20，电机驱动板20控制步进电机12。
33.本实用新型提供一种用于辅助3d打印机送料的装置，在使用工作人员将材料卷筒4套设在丝杆16上，并将材料卷筒4放置在u 型轴承架7上的轴承9上，通过第一锁座和第二锁座实现材料卷筒 4和从动齿轮17的同步转动，将打印材料线头接入到3d打印机1 内，随着3d打印机1的运行作业，材料卷筒4的重量会不断减轻，通过安装在底板3上的压力传感器5实时将重量变化反馈给控制板19，控制板19受到信息后，将信息进一步反馈给电机驱动板 20，电机驱动板20控制步进电机12转动，步进电机12带动主动齿轮13转动，主动齿轮13转动时带动啮合的从动齿轮17转动，从动齿轮17转动时带动材料卷筒4转动，从而减少3d打印机1挤出设备的啮合力和材料卷筒4本身重力二者对材料线条的拉扯带来的材料断裂影响，减少3d打印机1挤出装置内部的齿轮啮合磨损和喷嘴堵塞。
34.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
35.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的
范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
技术特征：1.一种用于辅助3d打印机送料的装置，包括3d打印机(1)，其特征在于：所述3d打印机(1)顶端一侧固定连接有支撑架(2)，所述支撑架(2)顶端靠近所述3d打印机(1)的一侧固定连接有底板(3)，所述底板(3)顶端设置有测重承载组件，所述测重承载组件顶端设置有材料卷筒(4)，所述材料卷筒(4)与所述3d打印机(1)对应设置，所述支撑架(2)远离所述3d打印机(1)的一端设置有主动移动组件，所述主动移动组件上设置有从动移动组件，所述主动移动组件和所述从动移动组件传动连接，所述从动移动组件和所述材料卷筒(4)对应设置，所述底板(3)上设置有控制组件，所述测重承载组件和所述主动移动组件均与所述控制组件电性连接。2.根据权利要求1所述的一种用于辅助3d打印机送料的装置，其特征在于：所述测重承载组件包括固定连接在所述底板(3)顶端中部的压力传感器(5)，所述压力传感器(5)顶端固定连接有承重板(6)，所述承重板(6)顶端四角上均设置有转动件，所述转动件与所述材料卷筒(4)对应设置，所述压力传感器(5)与所述控制组件电性连接。3.根据权利要求2所述的一种用于辅助3d打印机送料的装置，其特征在于：所述转动件包括固定连接在所述承重板(6)顶端的u型轴承架(7)，所述u型轴承架(7)的开口端固定连接有轴套(8)，所述轴套(8)上安装有轴承(9)，所述轴承(9)与所述材料卷筒(4)的侧边抵接，所述轴套(8)上固定连接有两分离盘(10)，所述分离盘(10)位于所述u型轴承架(7)内侧壁和所述轴承(9)之间。4.根据权利要求3所述的一种用于辅助3d打印机送料的装置，其特征在于：所述主动移动组件包括底端固定连接在所述支撑架(2)上的主动轮固定臂(11)，所述主动轮固定臂(11)顶端固定连接有步进电机(12)，所述步进电机(12)的输出轴上固定连接有主动齿轮(13)，所述主动齿轮(13)与所述从动移动组件传动连接，所述步进电机(12)与所述控制组件电性连接。5.根据权利要求4所述的一种用于辅助3d打印机送料的装置，其特征在于：所述从动移动组件包括一端固定连接在所述主动轮固定臂(11)顶端的从动轮固定臂(14)，所述从动轮固定臂(14)另一端固定连接有轴承箱(15)，所述轴承箱(15)上转动连接有丝杆(16)的一端，所述丝杆(16)的另一端贯穿所述材料卷筒(4)螺纹连接有第一锁座，所述第一锁座与所述材料卷筒(4)侧壁抵接，所述丝杆(16)上固定连接有从动齿轮(17)，所述从动齿轮(17)位于所述材料卷筒(4)和所述轴承箱(15)之间，所述从动齿轮(17)与所述主动齿轮(13)啮合。6.根据权利要求5所述的一种用于辅助3d打印机送料的装置，其特征在于：所述从动齿轮(17)与所述轴承箱(15)之间设置有分离环(18)，所述分离环(18)套设在所述丝杆(16)上，且所述分离环(18)两端分别与所述轴承箱(15)和所述从动齿轮(17)抵接，所述从动齿轮(17)远离所述分离环(18)的一侧固定连接有第二锁座，所述第二锁座与所述第一锁座平行设置，且与所述材料卷筒(4)侧壁抵接。7.根据权利要求4所述的一种用于辅助3d打印机送料的装置，其特征在于：所述控制组件包括固定连接在所述底板(3)顶端的控制板(19)和电机驱动板(20)，所述电机驱动板(20)和所述压力传感器(5)均与所述控制板(19)电性连接，所述电机驱动板(20)和所述步进电机(12)电性连接。
技术总结本实用新型公开了一种用于辅助3D打印机送料的装置，包括3D打印机，3D打印机顶端一侧固定连接有支撑架，支撑架顶端靠近3D打印机的一侧固定连接有底板，底板顶端设置有测重承载组件，测重承载组件顶端设置有材料卷筒，材料卷筒与3D打印机对应设置，支撑架远离3D打印机的一端设置有主动移动组件，主动移动组件上设置有从动移动组件，主动移动组件和从动移动组件传动连接，从动移动组件和材料卷筒对应设置，底板上设置有控制组件，测重承载组件和主动移动组件均与控制组件电性连接。本实用新型可实现性高，结构简单，运行安全可靠，适用性强，可搭载性强，降低了材料卷筒前后重量变化对打印机挤出装置的不良影响。对打印机挤出装置的不良影响。对打印机挤出装置的不良影响。
技术研发人员：陈泽佳 李德荣 肖嘉俊 曹圣业 陈健民
受保护的技术使用者：广东海洋大学
技术研发日：2022.09.15
技术公布日：2022/12/16
