平移臺裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種平移臺裝置，屬于3D打印機、XY運動平臺等自動化設備領域，為了解決3D打印機打印頭在平面內(nèi)的XY軸方向的運動。該平移臺裝置包括機架、第一滑動部件、第二滑動部件、傳動部件；所述第一滑動部件一端與所述機架連接并可在所述機架上沿第一方向X滑動，所述第二滑動部件可在所述第一部件上沿第二方向Y滑動，所述第一方向和第二方向垂直；所述傳動部件用于驅(qū)動所述第一滑動部件、第二滑動部件。該平移臺裝置可以實現(xiàn)精確的控制平面內(nèi)點的運動，將其應用到3D打印機、XY運動平臺等自動化設備領域，可以解決打印頭在平面內(nèi)的準確移動。
【專利說明】
平移臺裝置
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及3D打印機、XY運動平臺等自動化設備領域，特別提供一種平移臺裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印機(3D Printers)是一種累積制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)的一種機器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體?，F(xiàn)階段三維打印機被用來制造產(chǎn)品。逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印機的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中，機器會按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。
[0003]3D打印機與傳統(tǒng)打印機最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料，堆疊薄層的形式有多種多樣，可用于打印的介質(zhì)種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質(zhì)。有些打印機還能結(jié)合不同介質(zhì)，令打印出來的物體一頭堅硬而另一頭柔軟。
[0004]3D打印帶來了世界性制造業(yè)革命，以前是部件設計完全依賴于生產(chǎn)工藝能否實現(xiàn)，而3D打印機的出現(xiàn)，將會顛覆這一生產(chǎn)思路，這使得企業(yè)在生產(chǎn)部件的時候不再考慮生產(chǎn)工藝問題，任何復雜形狀的設計均可以通過3D打印機來實現(xiàn)。由于3D打印機的興起，解決3D打印機打印頭在平面內(nèi)的運動是急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種平移臺裝置，可以控制平面內(nèi)定點的移動，用于3D打印機及其它自動化設備中。
[0006]—種平移臺裝置，包括機架、第一滑動部件、第二滑動部件、傳動部件，所述第一滑動部件一端與所述機架連接并可在所述機架上沿第一方向滑動，所述第二滑動部件可在所述第一部件上沿第二方向滑動，所述第一方向和第二方向垂直;所述傳動部件用于驅(qū)動所述第一滑動部件、第二滑動部件。
[0007]進一步地，所述每一傳動部件包括一傳送帶及與所述傳動帶連接的主動輪、第一從動輪、第二從動輪及2個輔助輪;所述一主動輪與第一從動輪、第二從動輪傳送帶連接，所述兩從動輪中一第一從動輪固定在所述第一滑動部件上，第二從動輪固定在所述機架上，所述輔助輪對稱的分布在所述第一滑動部件上，所述第二滑動部件與所述傳動帶連接。
[0008]進一步地，所述傳動部件為2個。
[0009]進一步地，所述機架上設有滑道，所述第一滑動部件可沿所述滑道直線運動。
[0010]進一步地，所述機架上設有導向桿，所述第一滑動部件可沿所述導向桿直線運動。[0011 ]進一步地，還包括設在所述機架上與所述傳動部件連接的電機。
[0012]進一步地，所述電機與主動輪傳送帶連接或齒輪連接或傳動鏈連接。
[0013]進一步地，還包括與所述電機連接的控制裝置。
[0014]進一步地，所述第一滑動部件上設有滑道或?qū)驐U，所述第二滑動部件可在所述滑道上直線運動。
[0015]進一步地，還包括設在第一滑動部件、第二滑動部件上的限位裝置。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明的有益效果在于:第一滑動部件的一端與機架滑動連接，在第一滑動部件上設置第二滑動部件，該第二滑動部件可以在一定的平面范圍內(nèi)移動，通過電機等動力裝置的控制，可以實現(xiàn)平面內(nèi)定點移動的精確控制。在該機構(gòu)應用在3D打印機、抓娃娃機、噴涂機的移動頭、自動化機械手上，可以實現(xiàn)對腔體內(nèi)的某些受限空間的噴涂、打印等，解決了所有平面內(nèi)的移動的控制。
【附圖說明】
[0017]圖1示出了本發(fā)明平移臺裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2示出了本發(fā)明平移臺裝置傳動部件中第一軸連接的剖面圖。
[0019]主要零部件符號說明:
[0020]10-機架；1a-滑道；11-驅(qū)動輪；12_第一軸；13_主動輪；15_第一從動輪;33-第二從動輪;17-電機;19-驅(qū)動帶;30-第一滑動部件;31-輔助輪;50-第二滑動部件;51-第二軸；53-第三軸;70-傳動帶。
【具體實施方式】
[0021]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關附圖對平移臺裝置進行更全面的描述。附圖給出了平移臺裝置的實施例，但是，平移臺裝置可以以不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對平移臺裝置的公開內(nèi)容更加透徹全面。
[0022]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0023]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0024]在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、“聯(lián)接”、“連接”、“連通”應做廣義理解，例如，可以是機械聯(lián)接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0025]參閱圖1，本發(fā)明的平移臺裝置，包括機架10、第一滑動部件30、第二滑動部件50、傳動部件，該第一滑動部件30—端與機架10連接并可在機架10上沿第一方向滑動，另一端為自由端，第二滑動部件50可在第一滑動部件30上沿第二方向滑動，所述第一方向和第二方向垂直;所述傳動部件用于驅(qū)動所述第一滑動部件30、第二滑動部件50。
[0026]以上實施例中，第一滑動部件30—端與機架10連接，并可在機架10上沿第一方向(記為X向)滑動，另一端為自由端，第一滑動部件30在機架10上滑動時會經(jīng)過兩個極限位置，分別定義為第一極限位置和第二極限位置，第一極限位置為第一滑動部件30在該X方向上的一個端點位置，第二極限位置為第一滑動部件30在該X方向上的另一個端點位置。兩個端點的位置是可調(diào)節(jié)的，在一個具體的實施例中，可設固定的兩個極限位置。該兩個極限位置可以通過限位裝置(如限位開關)或者電機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速和時間等來設置。也就是說，第一滑動部件30在機架10上的第一極性位置和第二極限位置之間滑動，該滑動為直線滑動，第一極限位置和第二極限位置的距離為LI。同樣地，設置在第一滑動部件30上的第二滑動部件50可以在第二滑動部件50上沿第二方向(記為Y方向)滑動，第二滑動部件50也會經(jīng)過兩個極限位置，分別定義為第三極限位置和第四極限位置，第三極限位置是Y方向上一個端點的位置，第四極限位置是Y方向另一個端點的位置，該兩個極限位置也可以同前述X方向的極限位置進行設置。第三極限位置和第四極限位置的距離為L2。在這里，把第一極限位置和第二極限位置連成一條直線段，作該直線段的中垂線得到一條直線，同樣地，把第三極限位置和第四極限位置連成一條直線段，作該直線段的中垂線得到一條直線。將兩條直線的交點定義為原點。因此，在一個平面內(nèi)，第二滑動部件50可以在以上述極限位置覆蓋的LI XL2的范圍內(nèi)移動。這樣就形成了平面內(nèi)點的任意移動，將該點的移動應用到3D打印機領域中的打印頭、抓娃娃機的抓頭、自動化機械手等可以實現(xiàn)對該移動頭(前述打印頭、抓頭、機械手等)的控制。
[0027]上述機架10是機械裝置中固定不動的部件，其常見的形式有:外殼、固定座、支撐架、機體等。本發(fā)明中的機架10可為一金屬制的機架，該機架10可以用金屬板通過焊接、鉚接而成，也可以通過模具等加工技術(shù)一體成型。該機架10也可以采用其他的材料制成，如非金屬材料等。第一滑動部件一端可在該機架上沿第一方向(即X方向)滑動，由于第一滑動部件30要在該機架10上滑動，因此，在機架10上要設置可直線滑動連接的部件。在本發(fā)明的【具體實施方式】中，可以在機架10上設置滑道1a或?qū)驐U。在第一滑動部件30的滑動連接中，第一滑動部件30和機架10上的滑道或?qū)驐U連接，第一滑動部件30只能沿第一方向(X方向上)移動，該滑動連接的運動副的自由度為I?？梢詫C架10上的滑道設置為直線導軌。
[0028]上述直線導軌可以為滾輪直線導軌、圓柱直線導軌、滾珠直線導軌。該直線導軌是用來支撐和引導運動的部件，按給定的方向做往復直線運動，直線導軌又稱線軌、滑軌、線性導軌、線性滑軌，且可以承擔一定的扭矩，可在高負載的情況下實現(xiàn)高精度的直線運動。直線導軌可以理解為是一種滾動導引，是由鋼珠在滑塊跟導軌之間無限滾動循環(huán)，從而使負載平臺沿著導軌輕易的高精度線性運動，并將摩擦系數(shù)降至平常傳統(tǒng)滑動導引的五十分之一，能輕易地達到很高的定位精度?；瑝K跟導軌間末制單元設計，使線形導軌同時承受上下左右等各方向的負荷，而依按摩擦性質(zhì)而定，直線運動導軌可以分為滑動摩擦導軌、滾動摩擦導軌、彈性摩擦導軌、流體摩擦導軌等種類。本實施方式中，可將滑道1a設為滾珠直線導軌或圓柱直線導軌等。
[0029]上述第一滑動部件30—方面可在機架10上沿第一方向滑動，另一方面也要允許上述第二滑動部件50可在該第一滑動部件10上沿第二方向滑動，因此，該第一滑動部件30上至少設有兩處滑動連接，一處為與機架10的滑動連接，另一處為與第二滑動部件50的滑動連接。上述第一滑塊部件30，包括一端與機架連接的第一滑塊、與該第一滑塊固定連接的導軌(該導軌與第二滑動部件50直接連接)、以及連接傳動部件的其它部分組成。與機架10上導軌連接的第一滑塊，可根據(jù)機架上的導軌的類型來進行配合設置。在本實施例中，機架10上的導軌設為直線導軌時，第一滑動為相應的滑塊，第一滑動部件30的一端設置為可與機架10導軌連接的第一滑塊。除此之外，第二滑動部件50要在第一滑動部件10上滑動，因此，第一滑塊部件30上設有導軌，該導軌同前述機架10的的導軌，該導軌可以為直線導軌。具體地，第一滑動部件30上設有第一滑塊及與第一滑塊連接的直線導軌，第一滑塊的數(shù)量可設為兩個，可以保證與該第一滑塊連接的直線導軌運動中的線性及平穩(wěn)性。直線導軌的一端固定在2個第一滑塊上。
[0030]上述第二滑動部件50主要包括一可沿第二方向做往復直線運動的第二滑塊，該第二滑塊根據(jù)第一滑動部件30上設置的導軌的類型確定。第二滑動部件50與傳動帶70連接，在具體的實施方式中，該滑塊一側(cè)與一根傳動帶70連接，另一側(cè)與另一根傳動帶70連接。
[0031]上述第一滑動部件30的一端與機架10連接并可在機架10上沿第一方向滑動，第一滑動部件30的另一端可為自由端。這里自由端是指該端在三個方向(X方向、Y方向和Z方向都具有自由度，可在第一方向滑動的端因在Y方向和Z方向具有自由度而為非自由端)不被支撐于又一機架或類似結(jié)構(gòu)，這樣第一滑動部件30的自由端可更好地被安裝，避免了因機架10所導致的維修更換不方便。
[0032]參閱圖1及圖2，本發(fā)明的上述傳動部件包括一傳送帶70及與該傳動帶連接的主動輪13、第一從動輪15、第二從動輪33及2個輔助輪31;主動輪13與第一從動輪15、第二從動輪33傳送帶連接，主動輪13通過第一軸12及軸承與機架10連接，主動輪13與第一軸12形成軸轂連接。第二從動輪33固定在第一滑動部件30上，該第二從動輪33與第一滑動部件30通過軸轂方式連接，具體為第二從動輪33與第二軸51形成連接，該第二軸51為一固定軸，不能轉(zhuǎn)動，該第二從動輪33可繞該第二軸51轉(zhuǎn)動，形成鉸接。第一從動輪15與第一軸12連接，并可繞第一軸12轉(zhuǎn)動，不能隨第一軸12轉(zhuǎn)動。輔助輪31對稱的分布在所述第一滑動部件30的一端(該端為與機架10上的導軌連接的一端)上，第二滑動部件50與傳動帶70連接。從前述的描述中，可以理解的是該傳送帶70布置為T型，在一個具體的實施方式中，主動輪13布置在T型的最左端，第一從動輪15布置在T型最右端，第二從動輪33布置在T型的最下端，2個輔助輪31布置在T型橫豎的連接點處。在傳動部件中，還設有與主動輪13、第一從動輪15、第二從動輪33、輔助輪31連接的軸，在本發(fā)明中，共有5根軸，即2根第一軸，I根第二軸，2根第三軸，而兩個傳動部件共軸。由于傳動部件共軸的原因，主動輪13與第一軸12是形成軸轂連接的，主動輪13隨著第一軸12的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，而第一軸12與一驅(qū)動輪11連接，驅(qū)動輪11帶動第一軸12轉(zhuǎn)動，與第一軸12軸轂連接的主動輪13可以隨著傳動，第一從動輪15與第一軸12是鉸接，所以不會隨著主動輪13轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，第二從動輪33與傳動帶70連接，其隨著傳動帶70轉(zhuǎn)動。上述傳動帶70可以為同步帶，同步帶是以鋼絲繩或玻璃纖維為強力層，外覆以聚氨酯或氯丁橡膠的環(huán)形帶，帶的內(nèi)周制成齒狀，使其與齒形帶輪嚙合。該同步帶可設為單面齒狀，也可以設為雙面齒狀，相應的，輔助輪可設為齒形帶輪。同步帶傳動時，傳動比準確、對軸作用力小、結(jié)構(gòu)緊湊、耐油、耐磨性好、抗老化性能好。當傳動帶70為同步帶時，主動輪13、第二從動輪33為同步輪。
[0033]參閱圖1，本發(fā)明的的平移臺裝置，還包括提供控制動力的電機17，該電機17與第一軸12上的一驅(qū)動輪11連接，該連接可以為帶連接或齒輪連接或鏈連接，在一種具體的實施方式中，可采用帶連接，該電機17輸出軸上安裝有一驅(qū)動輪，該驅(qū)動輪為帶輪，該帶輪與第一軸12上的驅(qū)動輪11連接，該連接是為了給主動輪13傳遞轉(zhuǎn)矩。在該帶連接中，電機17輸出軸上設一帶輪，該帶輪與電機17輸出軸軸轂連接，在第一軸12上設有一驅(qū)動輪11，該驅(qū)動輪11與第一軸12軸轂連接，第一軸12可以隨驅(qū)動輪11轉(zhuǎn)動，與電機17輸出軸連接的帶輪和驅(qū)動輪11帶連接，在電機17的帶動下，驅(qū)動輪11帶動主動輪13及第一從動輪15轉(zhuǎn)動。
[0034]可以理解的是，上述電機17可設在所述機架1上，該電機17可為伺服電機，可以通過控制裝置進行轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)動的時間的控制。具體地，該控制裝置可以設有控制程序，該控制程序可以進行相應的指令設置。進一步地，該控制裝置上設有按鈕，當?shù)诙瑒硬考?0上的第二滑塊需要移動時，點擊該按鈕就可以實現(xiàn)所要實現(xiàn)的移動。
[0035]值得說明的是，在上述直線導軌上，可設置限位裝置，為了保護電機出現(xiàn)異常的情況下的運動保護，該限位裝置安裝在對應的前述4個極限位置，第一滑動部件30、第二滑動部件50運動到相應的位置時，該限位裝置起作用，斷開電機的電連接，從而使上述第一滑動部件30、第二滑動部件50停止在相應的極限位置。該限位裝置可以為限位開關，限位開關又稱行程開關，可以安裝在相對靜止的物體(如固定架、門框等，簡稱靜物)上或者運動的物體(如行車、門等，簡稱動物)上。當動物接近靜物時，開關的連桿驅(qū)動開關的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合，由開關接點開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛碗姍C。限位開關有接觸式的和非接觸式的。接觸式的比較直觀，機械設備的運動部件上，安裝上行程開關，與其相對運動的固定點上安裝極限位置的擋塊，或者是相反安裝位置。當行程開關的機械觸頭碰上擋塊時，切斷了(或改變了)控制電路，機械就停止運行或改變運行。由于機械的慣性運動，這種行程開關有一定的“超行程”以保護開關不受損壞。非接觸式的形式很多，常見的有干簧管、光電式、感應式等，這幾種形式在電梯中都能夠見到。
[0036]上述為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的描述，下面結(jié)合結(jié)構(gòu)特點，描述本發(fā)明的運動過程。
[0037]參閱圖1，為實現(xiàn)第二滑動部件50的第二滑塊沿第一方向的運動，第一滑動部件30沿第二方向不運動。兩個電機17需要反向同速轉(zhuǎn)動。
[0038]為實現(xiàn)第二滑動部件50的第二滑塊沿第二方向的運動，沿第一方向不運動，兩個電機17需要同向同速轉(zhuǎn)動。
[0039]為了實現(xiàn)第二滑動部件50的第二滑塊沿與第一方向成45°的正向運動，其中一個電機17不轉(zhuǎn)動，另外一個電機17轉(zhuǎn)動。
[0040]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種平移臺裝置，用以供3D打印頭的平移，其特征在于:包括機架、第一滑動部件、第二滑動部件、傳動部件，所述第一滑動部件一端與所述機架連接并可在所述機架上沿第一方向滑動，另一端為自由端，所述第二滑動部件可在所述第一部件上沿第二方向滑動，所述第一方向和第二方向垂直;所述傳動部件用于驅(qū)動所述第一滑動部件、第二滑動部件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平移臺裝置，其特征在于:每一所述傳動部件包括一傳送帶及與所述傳動帶連接的主動輪、第一從動輪、第二從動輪及2個輔助輪;所述一主動輪與所述第一從動輪、所述第二從動輪傳送帶連接，所述第一從動輪固定在所述第一滑動部件上，所述第二從動輪固定在所述機架上，所述輔助輪對稱的分布在所述第一滑動部件上，所述第二滑動部件與所述傳動帶連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平移臺裝置，其特征在于:所述傳動部件為2個。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平移臺裝置，其特征在于:所述機架上設有滑道，所述第一滑動部件可沿所述滑道直線運動。5.根據(jù)要求I所述的平移臺裝置，其特征在于:所述機架上設有導向桿，所述第一滑動部件可沿所述導向桿直線運動。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平移臺裝置，其特征在于:還包括設在所述機架上與所述傳動部件連接的電機。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平移臺裝置，其特征在于:所述電機與主動輪傳送帶連接或齒輪連接或傳動鏈連接。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平移臺裝置，其特征在于:還包括與所述電機連接的控制裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平移臺裝置，其特征在于:所述第一滑動部件上設有滑道或?qū)驐U，所述第二滑動部件可在所述滑道上直線運動。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平移臺裝置，其特征在于:還包括設在第一滑動部件、第二滑動部件上的限位裝置。
【文檔編號】B22F3/00GK105835373SQ201610402513
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】曾慶樂
【申請人】曾慶樂