[發明專利]一種3D打印機皮帶自動張緊裝置及其方法

在審

• 申請號: 201710649677.1
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107299967A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 屈林;樊勇;趙宏偉;邢歡歡;王騏;劉立光;康晨
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠
• 主分類號: F16H7/08
• 分類號: F16H7/08
• 代理公司: 北京金之橋知識產權代理有限公司11137
• 代理人: 林建軍

技術領域

本發明涉及一種皮帶自動張緊裝置及其方法，尤其涉及一種3D打印機皮帶自動張緊裝置及其方法，屬于3D打印設備領域。

背景技術

3D打印即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結，最終疊加成型，制造出實體產品。如今3D打印技術已經在模具制造、工業設計、航空航天、文化藝術、雕刻等領域得到了廣泛地應用。

采用熔融沉積成型(FDM)原理的3D打印機，是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時三維噴頭在計算機的控制下，根據截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺上，快速冷卻后形成一層截面；一層成型完成后，機器工作臺下降一個高度(即分層厚度)再成型下一層，直至形成整個實體造型。

目前，3D打印機(例如桌面3D打印機)結構簡單，其傳動裝置以同步帶傳動為主，同步帶傳動具有結構簡單、工作時無滑動、有準確的傳動比、傳動效率高、節能效果好、傳動范圍大、結構緊湊等優點；但同步帶使用過程中難免會出現皮帶松弛，引起同步帶出現跳齒、振動等不良情況，從而造成3D打印機的打印質量下降。

現有的皮帶張緊的方法包括將固定皮帶兩端的固定塊通過螺栓連接在一起，然而該種方法皮帶固定端的體積較大，并且其張緊行程較小，不適合運用在結構緊湊的小型3D打印機中；現有的皮帶張緊的方法還包括使用扭簧卡在皮帶上，或者設置兩個張緊臂，其中兩個張緊臂的一端通過軸套連接，將扭簧套接在軸套上，兩個張緊臂的另一端設置有用于安裝張緊板的固定軸，兩個張緊板分別設置在皮帶的寬度方向的兩邊，然而所述兩種方法如果選擇較長的扭簧/臂則會影響皮帶的運動，選擇較短的扭簧/臂則張緊能力有限，因此也不適合運用在結構緊湊的小型3D打印機中；現有的皮帶張緊的方法還包括使用張緊輪，然而這種方法中，通常設有獨立的支架/控制系統來支撐與張緊輪連接的彈性件，整個張緊機構結構復雜，占用空間大，現有技術還包括將與張緊輪連接的彈性件連接于皮帶的某個帶輪上，然而此時如果選擇較長的彈性件會影響皮帶的運動，選擇較短的彈性件則張緊能力有限；因此，所述方法也不適合運用在結構緊湊的小型3D打印機中。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種結構緊湊的皮帶張緊裝置及其方法，其能夠實現3D打印機中皮帶的自動張緊，保證皮帶松弛有度，提高噴頭組件的運動穩定性，從而提高3D打印機(例如桌面3D打印機)的打印質量。

按照本發明提供的一種皮帶自動張緊裝置，其包括：底座1、連桿5、扭簧4、以及壓帶裝置；連桿5的一端部設置在底座1上,連桿5的另一端部上安裝壓帶裝置，其特征在于：扭簧4卡在連桿5的靠近所述底座1的所述端部內的扭簧槽12中，連桿5能以扭簧4的轉軸為中心旋轉，并且底座1固定在設置于皮帶6的寬度方向的一邊且隨皮帶移動的移動件13上，壓帶裝置抵靠皮帶6的寬度方向的另一邊。

本發明提供的所述皮帶自動張緊裝置還采用如下附屬技術方案：

所述連桿5的上述所述端部放置在底座1的支座9之間，連桿5的所述端部處的孔11與扭簧4以及底座1的支座9中的孔同軸，扭簧轉軸2依次通過支座9中的孔、連桿5的所述端部處的孔11、扭簧4并用轉軸固定螺母3固定以防止扭簧轉軸2軸向竄動。

所述扭簧轉軸2為階梯軸，在與固定螺母3裝配處有與螺母配合的螺紋。

所述壓帶裝置是同步帶輪7。

優選地，所述同步帶輪(7)通過螺母(8)固定安裝在連桿(5)的所述另一端部，同步帶輪(7)與需要張緊的皮帶(6)的所述寬度方向的另一邊的內側或外側齒合，同步帶輪(7)壓緊皮帶(6)，當皮帶(6)出現松弛時，連桿(5)在扭簧(4)的作用力下旋轉，直至皮帶(6)的張緊力到達使連桿受力平衡的值，皮帶(6)張緊。

所述皮帶自動張緊裝置是一種應用于3D打印機的皮帶自動張緊裝置，所述皮帶6是3D打印機的皮帶。

所述底座1運用螺釘通過安裝孔10固定在隨皮帶移動的所述移動件13上。

所述皮帶6處于張緊狀態時，在垂直于皮帶方向使皮帶6變形的最小力為f，扭簧4中心至皮帶6的距離為d，則扭簧4最大工作扭矩為T＝f*d，根據圓柱螺旋扭轉彈簧計算方法選取合適扭矩的扭簧4。