一种桌面级五轴3D打印机

技术领域

本发明属于3D打印机技术领域，具体涉及一种桌面级五轴3D打印机。

背景技术

3D打印机，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，主要的工作过程为：把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品逐层打印出来。打印出的产品，可以即时使用。

现有公开文件CN104044272B一种便携式3D打印机，本发明将3D打印机分为底座装配体和活动装配体两个部分，两个分部可折叠式连接，其中，优选的采用铰链四杆机构连接的方式，并设置限位块和弹簧辅助使用，在使用时，仅需将活动装配体调整为站立状态，不使用时将活动装配体调整水平，与底座装配体平行，从而实现了体积可调，减少占用了的空间，利于储存和摆放。虽能便携携带，但是其打印驱动只是采用双轴驱动打印，其局限性较小，不能适配打印更多较为有难度的零件，从而也未能广泛使用。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种桌面级五轴3D打印机，它能够方便携带且五轴驱动能够打印更加高难度的零件。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种桌面级五轴3D打印机，包括箱底、箱盖、固定底座、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件、X轴驱动组件和摆动旋转平台，所述箱盖活动设置在箱底上，所述箱底设有与箱盖锁定连接的自动锁扣件；

所述固定底座通过螺栓可拆卸设置在箱底内，所述Y轴驱动组件的底部设有与固定底座可拆卸连接的固定插销，所述固定底座设有与固定插销配合的安装底座，所述箱盖与箱底活动连接的侧壁设有与固定插销配合连接的连接组件，所述Z轴驱动组件通过螺母可拆卸安装在固定底座上，所述箱盖设有连接组件的侧壁开设有与螺母螺纹配合的螺孔，所述X轴驱动组件安装在Z轴驱动组件的驱动端上，所述X轴驱动组件的驱动端上安装有3D打印头，所述箱盖设有与3D打印头连通的传料组件，所述摆动旋转平台安装在Y轴驱动组件的驱动端上。

所述自动锁扣件包括安装在箱盖的两个卡板和安装在箱底的两个卡槽，所述卡板与卡槽卡扣配合设置。

两个所述卡板的相反侧开设有槽口，所述卡槽内对应活动设有与槽口匹配的卡钩，所述卡槽的侧壁上安装有推动卡钩摆动的推杆，所述推杆套设有弹簧，所述弹簧一端与推杆固定连接设置，另一端与卡槽内壁固定连接设置。

所述固定插销的侧壁开设有锁定孔，所述安装底座和连接组件均设有与锁定孔嵌合的锁定柱。

所述安装底座活动安装有推动锁定柱退出锁定孔的第一驱动柱体，所述第一驱动柱体位于安装底座内的一段设有与锁定柱连接的第一连接杆，所述安装底座内开设有供第一连接杆移动的第一过让槽，所述第一驱动柱体的上套设有第一弹性件，所述第一弹性件的一端与安装底座固定连接设置，另一端与第一驱动柱体固定连接设置。

所述连接组件上活动安装有推动锁定柱嵌入锁定孔的第二驱动柱体，所述第二驱动柱朝向箱底设有抵顶头，所述第二驱动柱体位于连接组件内的一段设有与锁定柱连接的第二连接杆，所述连接组件内设有供第二连接杆移动的第二过让槽，所述第二驱动柱体的上套设有第二弹性件，所述第二弹性件的一端与连接组件固定连接设置，另一端与第二驱动柱体固定连接设置。

所述Y轴驱动组件包括第一底座、第一驱动电机和第一丝杆，所述第一底座通过固定插销安装在固定底座上，所述第一驱动电机安装在第一底座上，所述第一丝杆转动设置在第一底座上，并与第一驱动电机传动连接设置。

所述Z轴驱动组件包括两个支撑柱、两个第二丝杆和两个第二驱动电机，两个所述支撑柱的底部通过螺母可拆卸安装在固定底座上，且两个支撑柱分别设置在固定底座的对应两侧上，两个所述第二丝杆分别转动安装在两个支撑柱上，两个所述第二驱动电机分别安装在两个支撑柱上，并分别与两个第二丝杆传动连接设置，所述支撑柱上设有盖设第二丝杆和第二驱动电机的防护盖。

所述X轴驱动组件包括第二底座、导向轨道、滑动块和第三驱动电机，所述第二底座安装在Z轴驱动组件的驱动端上，所述导向轨道和第三驱动电机均安装在第二底座上，所述第二底座对应第三驱动电机的一端上安装有辅助传动轮，所述第三驱动电机与辅助传动轮上设有传动皮带，所述滑动块滑动设置在导向轨道，并与传动皮带固定连接设置，所述3D打印头安装在滑动块上。

所述摆动旋转平台包括打印平台、旋转电机和摆动电机，所述摆动电机安装在Y轴驱动组件的驱动端上，所述旋转电机安装在摆动电机的输出端上，所述打印平台安装在旋转电机的输出端上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明一种桌面级五轴3D打印机，在进行使用时，通过打开箱盖，然后将Y轴驱动组件安装在固定底座的安装底座上，然后再将Z轴驱动组件安装在固定底座上，从而形成固定，通过Y轴驱动组件、Z轴驱动组件、X轴驱动组件和摆动旋转平台的相互配合形成五轴驱动，在进行收纳时，Z轴驱动组件拆卸下来带着X轴驱动组件安装在箱盖内，然后Y轴驱动组件带着摆动旋转平台与连接组件连接设置，然后盖上箱盖上锁形成手提箱状态，方便携带。

2.本发明一种桌面级五轴3D打印机，在要进行收纳时，通过第一驱动柱体推动压缩第一弹性件推定锁定柱退出锁定孔，使得固定插销脱离锁定，从而能够拆卸下来Y轴驱动组件，从而方便拆卸安装。

3.本发明一种桌面级五轴3D打印机，在Y轴驱动组件拆卸下来放置在连接组件上时，通过固定插销嵌入连接组件内，然后在箱盖合并的过程中，通过第二驱动柱体的一端抵顶箱底，从而压缩第二弹性件推动锁定柱嵌入锁定孔进行锁定，防止Y轴驱动组件脱离连接组件，实现稳固效果，并且第二弹性件的设置在箱盖闭合的过程中起到缓冲作用，防止箱盖盖设用力过猛导致零件损坏。

附图说明

图1为本发明3D打印机的结构示意图；

图2为本发明3D打印机的收纳时结构示意图；

图3为本发明箱盖闭合的结构示意图；

图4为本发明自动锁扣件的结构示意图；

图5为本发明安装底座与固定插销连接的结构示意图；

图6为本发明连接组件与固定插销连接的结构示意图；

图7为本发明Y轴驱动组件与摆动旋转平台的结构示意图；

图8为本发明Z轴驱动组件与X轴驱动组件的结构示意图。

图中标记：1、箱底；2、箱盖；3、固定底座；4、Y轴驱动组件；5、Z轴驱动组件；6、X轴驱动组件；7、摆动旋转平台；8、自动锁扣件；9、螺栓；10、固定插销；11、安装底座；12、连接组件；13、螺母；14、3D打印头；15、传料组件；16、卡板；17、卡槽；18、槽口；19、卡钩；20、推杆；21、弹簧；22、锁定孔；23、锁定柱；24、第一驱动柱体；25、第一连接杆；26、第一弹性件；27、第二驱动柱体；28、第二连接杆；29、第二弹性件；30、第一底座；31、第一驱动电机；32、第一丝杆；33、支撑柱；34、第二丝杆；35、第二驱动电机；36、第二底座；37、导向轨道；38、滑动块；39、第三驱动电机；40、传动皮带；41、打印平台；42、旋转电机；43、摆动电机。

具体实施方式

为了让本发明的上述特征和优点更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1-图8所示，本实施例提供一种桌面级五轴3D打印机，包括箱底1、箱盖2、固定底座3、Y轴驱动组件4、Z轴驱动组件5、X轴驱动组件6和摆动旋转平台7，箱盖2活动设置在箱底1上，箱底1设有与箱盖2锁定连接的自动锁扣件8；

固定底座3通过螺栓9可拆卸设置在箱底1内，Y轴驱动组件4的底部设有与固定底座3可拆卸连接的固定插销10，固定底座3设有与固定插销10配合的安装底座11，箱盖2与箱底1活动连接的侧壁设有与固定插销10配合连接的连接组件12，Z轴驱动组件5通过螺母13可拆卸安装在固定底座3上，箱盖2设有连接组件12的侧壁开设有与螺母13螺纹配合的螺孔，X轴驱动组件6安装在Z轴驱动组件5的驱动端上，X轴驱动组件6的驱动端上安装有3D打印头14，箱盖2设有与3D打印头14连通的传料组件15，摆动旋转平台7安装在Y轴驱动组件4的驱动端上。具体地，固定插销10为铁制成，安装底座11和连接组件12内均安装有与固定插销10磁吸连接的磁铁。箱盖2与箱底1连接处的外壁设有支撑把手，在打印机使用时作为支撑，在打印机收纳时可作为把手使用。在进行使用时，通过打开箱盖2，然后将Y轴驱动组件4安装在固定底座3的安装底座11上，然后再将Z轴驱动组件5安装在固定底座3上，从而形成固定，通过Y轴驱动组件4、Z轴驱动组件5、X轴驱动组件6和摆动旋转平台7的相互配合形成五轴驱动，在进行收纳时，Z轴驱动组件5拆卸下来带着X轴驱动组件6安装在箱盖2内，然后Y轴驱动组件4带着摆动旋转平台7与连接组件12连接设置，然后盖上箱盖2上锁形成手提箱状态，方便携带。

进一步地，自动锁扣件8包括安装在箱盖2的两个卡板16和安装在箱底1的两个卡槽17，卡板16与卡槽17卡扣配合设置。具体地，两个卡板16的相反侧开设有槽口18，卡槽17内对应活动设有与槽口18匹配的卡钩19，卡槽17的侧壁上安装有推动卡钩19摆动的推杆20，推杆20套设有弹簧21，弹簧21一端与推杆20固定连接设置，另一端与卡槽17内壁固定连接设置。通过卡钩19卡设在卡板16的槽口18内形成锁定，在开箱时通过按动推杆20使得卡钩19摆动脱离槽口18实现解锁，从而打开箱盖2，并通过弹簧21实现推杆20带动卡钩19复位。

进一步地，固定插销10的侧壁开设有锁定孔22，安装底座11和连接组件12均设有与锁定孔22嵌合的锁定柱23。通过锁定柱23与锁定孔22的配合，使得固定插销10稳定固定在安装底座11或连接组件12上。

具体地，安装底座11活动安装有推动锁定柱23退出锁定孔22的第一驱动柱体24，第一驱动柱体24位于安装底座11内的一段设有与锁定柱23连接的第一连接杆25，安装底座11内开设有供第一连接杆25移动的第一过让槽，第一驱动柱体24的上套设有第一弹性件26，第一弹性件26的一端与安装底座11固定连接设置，另一端与第一驱动柱体24固定连接设置。在要进行收纳时，通过第一驱动柱体24推动压缩第一弹性件26推定锁定柱23退出锁定孔22，使得固定插销10脱离锁定，从而能够拆卸下来Y轴驱动组件4，从而方便拆卸安装。

具体地，连接组件12上活动安装有推动锁定柱23嵌入锁定孔22的第二驱动柱体27，第二驱动柱朝向箱底1设有抵顶头，第二驱动柱体27位于连接组件12内的一段设有与锁定柱23连接的第二连接杆28，连接组件12内设有供第二连接杆28移动的第二过让槽，第二驱动柱体27的上套设有第二弹性件29，第二弹性件29的一端与连接组件12固定连接设置，另一端与第二驱动柱体27固定连接设置。在Y轴驱动组件4拆卸下来放置在连接组件12上时，通过固定插销10嵌入连接组件12内，然后在箱盖2合并的过程中，通过第二驱动柱体27的一端抵顶箱底1，从而压缩第二弹性件29推动锁定柱23嵌入锁定孔22进行锁定，防止Y轴驱动组件4脱离连接组件12，实现稳固效果，并且第二弹性件29的设置在箱盖2闭合的过程中起到缓冲作用，防止箱盖2盖设用力过猛导致零件损坏。

进一步地，Y轴驱动组件4包括第一底座30、第一驱动电机31和第一丝杆32，第一底座30通过固定插销10安装在固定底座3上，第一驱动电机31安装在第一底座30上，第一丝杆32转动设置在第一底座30上，并与第一驱动电机31传动连接设置，摆动旋转平台7与第一丝杆32螺纹连接设置。通过第一驱动电机31驱动第一丝杆32转动使得摆动旋转平台7沿着Y轴移动，实现Y轴运动。

进一步地，Z轴驱动组件5包括两个支撑柱33、两个第二丝杆34和两个第二驱动电机35，两个支撑柱33的底部通过螺母13可拆卸安装在固定底座3上，且两个支撑柱33分别设置在固定底座3的对应两侧上，两个第二丝杆34分别转动安装在两个支撑柱33上，两个第二驱动电机35分别安装在两个支撑柱33上，并分别与两个第二丝杆34传动连接设置，支撑柱33上设有盖设第二丝杆34和第二驱动电机35的防护盖，X轴驱动组件6对应的两端分别与两个第二丝杆34螺纹连接设置。具体地，两个第二驱动电机35上安装有同步器，使得两个第二驱动电机35能同步运行。通过两个第二驱动电机35同步驱动两个第二丝杆34同步转动，从而带动X轴驱动组件6实现Z轴运动。

进一步地，X轴驱动组件6包括第二底座36、导向轨道37、滑动块38和第三驱动电机39，第二底座36安装在Z轴驱动组件5的驱动端上，导向轨道37和第三驱动电机39均安装在第二底座36上，第二底座36对应第三驱动电机39的一端上安装有辅助传动轮，第三驱动电机39与辅助传动轮上设有传动皮带40，滑动块38滑动设置在导向轨道37，并与传动皮带40固定连接设置，3D打印头14安装在滑动块38上。通过第三驱动电机39驱动传动皮带40，使得滑动块38带动3D打印头14在导向轨道37移动打印，实现X轴运动。

进一步地，摆动旋转平台7包括打印平台41、旋转电机42和摆动电机43，摆动电机43安装在Y轴驱动组件4的驱动端上，旋转电机42安装在摆动电机43的输出端上，打印平台41安装在旋转电机42的输出端上。通过摆动电机43驱动旋转电机42带动打印平台41摆动，然后旋转电机42驱动打印平台41旋转，实现除XYZ水平移动的两外两种旋转动作。

以上显示和描述了本发明创造的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明创造精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。