[發明專利]一種3D打印機的調平裝置以及自動調平方法

在審

• 申請號: 201610291562.5
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN107351420A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 李笑宇;林立;鄒欣
• 申請（專利權）人: 哈爾濱師范大學
• 主分類號: B29C67/20
• 分類號: B29C67/20;B33Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種熔融擠出成型3D打印機調平裝置，利用平面上調整兩條線段平行的原理，快速簡潔的達到調整3D打印機噴嘴實際運行平面與成型平臺相吻合的目的，其特征是：

橫向平移機構（3）中包括與升降機構相連接的橫向橫梁（6）；一個端點固定在橫向橫梁（6），并可以固定端點（8）為軸心自由旋轉的橫向調整臂（7）；固定在橫向橫梁（6）上，并與橫向調整臂（7）自由旋轉端相接合,內置驅動馬達，可以驅動調整臂（7）在小范圍內轉動的，調整臂轉動裝置（9）；

噴嘴機構（4）附著在橫向調整臂（7）上并可沿橫向調整臂（7）自由平移；

成型平臺驅動機構置（5）于噴嘴機構（4）下方，縱向滑動或以中心為軸旋轉驅動成型平臺（10），并使成型平臺（10）的運動保持在一個固定平面上；

以數字訊號驅動并控制本發明內機械部件的中心控制器。

2.根據權利要求1所敘述的3D打印機調平裝置，其特征是：成型平臺驅動裝置（5）包括厚度均勻，且有一定剛性的硬質成型平臺（10）；置于噴嘴機構（4）下方，保證成型平臺（10）在一個固定平面上做縱向滑動或者以中心為軸旋轉運動的成型平臺固定裝置（11）；成型平臺所在平面與升降機構運動方向呈垂直關系。

3.基于權利要求1所敘述的一種3D打印機調平裝置的自動調平方法，其步驟為：

（a）中心控制器發出指令驅動升降機構，將橫向平移機構定位在與距離成型平面較近的一點；設此點為調平測距點；

（b）中心控制器發出指令，將噴嘴機構（4）移動至距離橫向調整臂端點（8）較近，且仍在成型平臺（10）上有投影點的橫向最小值上；轉動舵機（14），使止動開關（15）位于橫向調整臂（7）下方，且可以與成型平臺（10）接觸；下降升降裝置（2），在止動開關（15）接觸成型平臺（10）時記錄步進馬達轉動步數；此為橫向最小值高度設為m；橫向平移機構（3）返回調平測距點；

（c）中心控制器發出指令，將噴嘴機構（4）移動至距離橫向調整臂端點（8）較近，且仍在成型平臺（10）上有投影點的橫向最大值上；轉動舵機（14），使止動開關（15）位于橫向調整臂（7）下方，且可以與成型平臺（10）接觸；下降升降裝置（2），在止動開關（15）接觸成型平臺（10）時記錄步進馬達轉動步數；此為橫向最大值高度設為n；橫向平移機構（3）返回調平測距點；

（d）中心控制器計算橫向最小值高度m和橫向最大值高度n的差；并依此計算出使噴嘴移動軌跡線段（12）與投影線段（13）平行所需要的調整臂（7）的旋轉角度，驅動調整臂旋轉裝置（9）中的馬達運動指定弧長，使橫向調整臂（7）沿端點（8）轉動，得到噴嘴移動軌跡線段與投影線段平行，調平成功。

4.基于權利要求3所敘述的一種3D打印機自動調平方法，（d）步驟的進一步計算方法為：

設橫向調整臂（7）上，噴嘴移動最小值（16）與噴嘴移動最大值（17）之間的距離為F；

設橫向調整臂（7）臂長為E；

設調平時以端點（8）為圓心，橫向調整臂（7）所需轉動的角度為O；

則，由（n-m）/F得到角O的正切值，從而得到角O的度數；

由（O×π×E）/180得到調整臂旋轉裝置（9）中的馬達所需驅動的弧長。