CN117301522A - 一种应用于龙门架式3d打印设备的料管自动输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于龙门架式3D打印设备的料管自动输送装置，包括机架、设于机架上的驱动机构、设于机架上的能夹送料管的夹送链条组件、设于机架上的用于检测料管位移量的位移检测组件以及控制机构，其中驱动机构动力输出端通过传动组件和夹送链条组件传动连接，驱动机构和位移检测组件均与控制机构电连接。本发明结构合理、使用方便、运行平稳，机械自动化结构代替人工输送料管，可降低施工人员工作强度、提高施工效率和提高施工的安全性。本发明适合对龙门架式3D打印设备中的料管进行输送时使用。

Description

一种应用于龙门架式3D打印设备的料管自动输送装置

技术领域

本发明涉及一种输送装置,具体地说是一种应用于龙门架式3D打印设备的料管自动输送装置。

背景技术

3D打印设备又称为三维打印设备，它是一种以数字模型文件为基础，采用粉末状金属、塑料或混凝土等可粘合材料，用连续的逐层叠加材料来制造出三维物体的装置。近年来随着住宅、工业等建筑的需求量增大和3D打印技术的不断成熟，3D打印设备凭借自身优势在建筑行业中得到了广泛的应用。

在建筑行业中，龙门架式3D打印设备是常用的一种3D打印设备，现有龙门架式3D打印设备通常包括龙门架体、设置在龙门架体上且能自由移动的打印机头、与打印机头连通设置的料管和设置在龙门架体顶部的顶部料管导送结构10，如图1、图2所示，其中顶部料管导送结构10包括分别设置在龙门架体顶部两端的两个定滑轮101、设于两个定滑轮101之间的吊绳102、滑动连接在吊绳102上的双滑轮吊环103。使用时，料管需要放置在顶部料管导送结构10上，料管需要跟随打印机头做出相应的前进、后退或者转动等动作，其中料管的转动动作由双滑轮吊环103和吊绳102配合实现，料管的前进动作主要是由打印机头的移动提供动力并配合双滑轮吊环103实现，但由于料管是绳状结构，打印机头料管只能对料管的前进方向提供拉力，料管的后退动作通常需要采用人工推送料管的方式为料管提供输送动力来实现对料管的输送，这种人工推送料管的方式增加施工人员工作强度且施工效率低。同时，龙门架式3D打印设备在工作时，施工人员站立在龙门架式3D打印设备内人工推送料管存在较大的安全隐患，严重影响施工的安全性。

发明内容

为解决现有技术中存在的以上不足，本发明旨在提供一种应用于龙门架式3D打印设备的料管自动输送装置，以达到降低施工人员工作强度、提高施工效率和提高施工安全性的目的。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种应用于龙门架式3D打印设备的料管自动输送装置，包括机架、设于机架上的驱动机构、设于机架上的能夹送料管的夹送链条组件、设于机架上的用于检测料管位移量的位移检测组件以及控制机构，其中驱动机构动力输出端通过传动组件与夹送链条组件传动连接，驱动机构和位移检测组件均与控制机构电连接。

作为本发明的限定，所述夹送链条组件包括竖直向平行布置的上压夹送链条单元和下压夹送链条单元；其中上压夹送链条单元和下压夹送链条单元均通过丝杆调整构件设置在机架上以使上压夹送链条单元和下压夹送链条单元既能相互靠近也能相互远离，上压夹送链条单元和下压夹送链条单元相互靠近用于形成夹送料管的夹送空间，上压夹送链条单元和下压夹送链条单元相互远离便于料管的取放。

作为本发明的进一步限定，所述上压夹送链条单元包括固装在丝杆调整构件上的上链轮支架，上链轮支架的两端各转动连接一个上链轮转轴，每个上链轮转轴上固设有一个上链轮，两个上链轮之间通过一个上封闭链条传动连接，上封闭链条的外周上设置多个上料管推动块；下压夹送链条单元包括固装在丝杆调整构件上的下链轮支架，下链轮支架的两端各转动连接一个下链轮转轴，每个下链轮转轴上固设有一个下链轮，两个下链轮之间通过一个下封闭链条传动连接，下封闭链条的外周上设置多个下料管推动块。

作为本发明的再进一步限定，所述传动组件包括设于驱动机构动力输出端上的驱动链轮、转动设于机架上的位于驱动机构下方的上转轴、转动设于机架上的位于上转轴下方的下转轴，上转轴上分别固设有上第一传动链轮、上齿轮和第二传动链轮，下转轴上分别固设有与上齿轮啮合的下齿轮和第三传动链轮，远离位移检测组件一侧的上链轮转轴上靠近第二传动链轮的端部固设有第四传动链轮，远离位移检测组件一侧的下链轮转轴上靠近第三传动链轮的端部固设有第五传动链轮；其中驱动链轮与第一传动链轮通过第一传动链条传动连接，第二传动链轮与第四传动链轮通过第二传动链条传动连接，第三传动链轮与第五传动链轮通过第三传动链条传动连接。

作为本发明的再进一步限定，所述位移检测组件包括通过编码器安装支架固装在上链轮支架上的编码器以及固设于编码器主轴上的编码器感应滚轮，编码器感应滚轮位于夹送空间的上方并抵压在料管上；编码器与控制机构之间通过线缆电连接。

作为本发明的更进一步限定，所述下链轮支架的两端各设有至少一个导向轮构件；每个导向轮构件的顶部与下压夹送链条单元中位于上方的下料管推动块处于同一水平面上以使得料管可以水平放置在夹送空间。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的有益效果是：

（1）本发明采用驱动机构、夹送链条组件、传动组件、位移检测组件和控制机构相结合的结构形式，其中驱动机构可提供输送动力，驱动机构与夹送链条组件通过传动组件传动连接以实现对料管的输送，同时位移检测组件和驱动机构与控制机构电连接，位移检测组件可检测料管的位移量并将其结果反馈给控制机构，控制机构可根据料管移动的情况控制驱动机构的工作以实现料管的位移与打印机头的移动距离相同，进而实现对料管的精准自动输送，与现有技术中通过人工推送料管的方式相比，本发明采用上述机械自动化结构代替人工输送料管，可降低施工人员工作强度、提高施工效率和提高施工的安全性。

（2）本发明包括上压夹送链条单元和下压夹送链条单元，通过丝杆调整构件可调节上压夹送链条单元和下压夹送链条单元相互远离和相互靠近，可方便放入和夹紧料管，在有效提高使用的便捷性的同时还可保证料管输送时的稳定性。

（3）本发明中传动组件采用链条、链轮的传动结构与上齿轮、下齿轮的传动结构相互配合的结构形式，这使得传动组件的结构更加紧凑，运行更加平稳，可有效提高本发明结构的合理性和稳定性。此外，上齿轮与下齿轮结构形式，可使下齿轮的转动方向与上齿轮转动方向相反，进而可使上压夹送链条单元和下压夹送链条单元均对料管提供输送力，可有效提高料管的输送速度，可进一步提高施工效率。

（4）本发明位移检测组件采用编码器与编码器感应滚轮相结合的结构形式，编码器的检测结果精度高同时编码器感应滚轮始终抵压在料管上，进而可有效提高检测料管位移量的准确性。

（5）本发明设有导向轮构件，导向轮可对料管起到支撑作用并辅助料管的运输，使运输料管时更加平稳，进而可有效提高本发明运行的稳定性。

综上所述，本发明结构合理、使用方便、运行平稳，机械自动化结构代替人工输送料管，可降低施工人员工作强度、提高施工效率和提高施工的安全性。本发明适合对龙门架式3D打印设备中的料管进行输送时使用。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。

图1为现有顶部料管导送结构的结构示意图；

图2为现有顶部料管导送结构及料管安装的结构示意图；

图3为本发明实施例和料管的前视视角的结构示意图；

图4为本发明实施例和料管的后视视角的结构示意图；

图5为本发明实施例中夹送链条组件、导向轮构件和料管的拆解示意图；

图6为本发明实施例中机架和丝杆调整构件的结构示意图；

图7为本发明实施例中驱动机构、传送组件、上链轮转轴、下链轮转轴、上链轮和下链轮的结构示意图；

图8为本发明实施例中使用状态示意图；

图中：1、机架；2、上压夹送链条单元；3、下压夹送链条单元；4、驱动机构；5、传动组件；6、位移检测组件；7、丝杆调整构件；8、导向轮构件；9、料管；10、顶部料管导送结构；20、上链轮支架；21、上链轮；22、上封闭链条；23、上料管推动块；24、上链轮转轴；30、下链轮支架；31、下链轮；32、下封闭链条；33、下料管推动块；34、下链轮转轴；70、调节丝杆；71、上丝杆滑块；72、下丝杆滑块；73、上丝杆安装座；74、下丝杆安装座；75、滑道；76、上滑道滑块；77、下滑道滑块；80、轮轴；81、转动轮；101、定滑轮；102、吊绳；103、双滑轮吊环；500、驱动链轮；501、上转轴；502、第一传动链轮；503、上齿轮；504、第二传动链轮；505、第四传动链轮；506、下转轴；507、下齿轮；508、第三传动链轮；509、第五传动链轮；510、第一传动链条；511、第二传动链条；512、第三传动链条。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本发明，并不用于限定本发明。

实施例 一种应用于龙门架式3D打印设备的料管自动输送装置

如图3、图4所示，本实施例包括机架1、设于机架1上的驱动机构4、设于机架1上的能夹送料管的夹送链条组件、设于机架1上的用于检测料管位移量的位移检测组件6以及控制机构，其中驱动机构动力输出端通过传动组件5与夹送链条组件传动连接，其中驱动机构4采用驱动电机。需要提前说明的是，本实施例需要配合顶部料管导送结构10共同使用。

夹送链条组件包括竖直向平行布置的上压夹送链条单元2和下压夹送链条单元3，其中上压夹送链条单元2和下压夹送链条单元3均通过丝杆调整构件7设置在机架1上以使上压夹送链条单元2和下压夹送链条单元3既能相互靠近也能相互远离，上压夹送链条单元2和下压夹送链条单元3相互靠近用于形成夹送料管9的夹送空间，上压夹送链条单元2和下压夹送链条单元3相互远离便于料管9的取放。

如图5所示，具体的，上压夹送链条单元2包括固装在丝杆调整构件7上的上链轮支架20，上链轮支架20的两端各转动连接一个上链轮转轴，每个上链轮转轴上固设有一个上链轮21，两个上链轮21之间通过一个上封闭链条22传动连接，上封闭链条22的外周上设置多个上料管推动块23，在本实施例中，上封闭链条22的外周布满了上料管推动块23。

下压夹送链条单元3包括固装在丝杆调整构件7上的下链轮支架30，下链轮支架30的两端各转动连接一个下链轮转轴，每个下链轮转轴上固设有一个下链轮31，两个下链轮31之间通过一个下封闭链条32传动连接，下封闭链条32的外周上设置多个下料管推动块33，在本实施例中，下封闭链条32的外周布满了下料管推动块33。上料管推动块23和下料管推动块33的结构相同，均为上表面设有下凹槽的块体，该下凹槽的形状与料管9的尺寸相适配以使得其与料管9外壁贴合。上封闭链条22与下封闭链条32的结构相同，均采用现有的带附件双弯板链条。相应的上料管推动块23与带附件双弯板链条中的弯板固定连接，下料管推动块33与带附件双弯板链条中的弯板固定连接。

如图6所示，丝杆调整构件7包括通过丝杆安装座设置在机架1中间的调节丝杆单元及分别设置在机架1两侧的两个滑轨，其中丝杆安装座包括上丝杆安装座73和下丝杆安装座74。具体的，调节丝杆单元包括调节丝杆70，其中调节丝杆70两端的外螺纹方向相反，在本实施例中，调节丝杆70的上部外螺纹为左旋、调节丝杆70的下部外螺纹为右旋，调节丝杆70的上部螺纹连接有上丝杆滑块71，调节丝杆70的下部螺纹连接有下丝杆滑块72。滑轨包括滑道75，滑道75上设置有上滑道滑块76和下滑道滑块77。上丝杆滑块71、两个上滑道滑块76均与上链轮支架20固定连接。下丝杆滑块72、两个下滑道滑块77均与下链轮支架30固定连接。

如图7所示，传动组件5包括设于驱动机构4动力输出端上的驱动链轮500、转动设于机架1上的位于驱动机构4下方的上转轴501、转动设于机架1上的位于上转轴501下方的下转轴506，上转轴501上分别固设有上第一传动链轮502、上齿轮503和第二传动链轮504，下转轴506上分别固设有与上齿轮503啮合的下齿轮507和第三传动链轮508，远离位移检测组件6一侧的上链轮转轴24上靠近第二传动链轮504的端部固设有第四传动链轮505，远离位移检测组件6一侧的下链轮转轴34上靠近第三传动链轮508的端部固设有第五传动链轮509。其中驱动链轮500与第一传动链轮502通过第一传动链条510传动连接，第二传动链轮504与第四传动链轮505通过第二传动链条511传动连接，第三传动链轮508与第五传动链轮509通过第三传动链条512传动连接。

位移检测组件6包括通过编码器安装支架固装在上链轮支架20上的编码器以及固设于编码器主轴上的编码器感应滚轮，编码器感应滚轮位于夹送空间的上方并抵压在料管9上，具体的，在本实施例中，编码器安装支架采用现有的与编码器相适配的编码器T型安装支座。控制机构为现有的PLC控制器，驱动电机控制机构通过线缆电连接。编码器与控制机构之间通过线缆电连接。

为提高本实施例运行的稳定性，本实施例在下链轮支架30的两端各设有一个导向轮构件8，具体的，导向轮构件8包括固设于下链轮支架30上的轮轴80、转动设于轮轴80上的转动轮81。转动轮81的顶部与下压夹送链条单元3中位于上方的下料管推动块33处于同一水平面上以使得料管9可以水平放置在夹送空间。需要说明的是，下链轮支架30的两端可以各设有两个导向轮构件8或着更多的导向轮构件8，且每个转动轮81的顶部与下压夹送链条单元3中位于上方的下料管推动块33处于同一水平面上以使得料管9可以水平放置在夹送空间。

本实施例的使用方法为：如图8所示，将本实施例中的支架安装地面上，然后配合现有的顶部料管导送结构10共同使用。具体的，将料管9穿过顶部料管导送结构10，然后将料管9再安装在本实施例上进行输送工作。其中将料管9穿过顶部料管导送结构10的方法为现有技术故不再赘述，此处仅对本实施例中安装料管9的方法进行说明，具体的，首先旋转调节丝杆70，使上压夹送链条单元2与下压夹送链条单元3同时向外运动直至上压夹送链条单元2与下压夹送链条单元3之间可以放置进去料管9。然后反向旋转调节丝杆70，使上压夹送链条单元2与下压夹送链条单元3同时向内运动直至上压夹送链条单元2与下压夹送链条单元3将料管9夹持牢固，然后即可使用。

本实施例的工作原理为：驱动机构4带动驱动链轮500转动，驱动链轮500通过第一传动链条510带动第一传动链轮502转动，第一传动链轮502带动上转轴501转动，上转轴501带动上齿轮503转动的同时带动第二传动链轮504转动，第二传动链轮504通过第二传动链条511带动第四传动链轮505转动，第四传动链轮505带动上链轮转轴24转动，上链轮转轴24带动上链轮21转动，上链轮21带动上封闭链条22转动。

在上齿轮503转动的同时会带动下齿轮507做与上齿轮503转动方向相反的转动，下齿轮507带动下转轴506转动，下转轴506带动第三传动链轮508转动，第三传动链轮508通过第三传动链条512带动第五传动链轮509转动，第五传动链轮509带动下链轮转轴34转动，下链轮转轴34带动下链轮31转动，下链轮31带动下封闭链条32转动，此时下封闭链条32的转动方向和上封闭链条22转动相反，因此下封闭链条32与上封闭链条22中与料管9接触的链条做同向的运动，此时上封闭链条22上的上料管推动块23和下封闭链条32上的下料管推动块33可将料管9夹持牢固并将料管9输送到位。

需要补充说明的是，本实施例能够通过控制机构实现对料管9的自动化输送，使对料管9的输送距离与打印机头的移动距离相同，进而实现料管9的精准输送。其中位移检测组件6中的编码器感应滚轮和编码器相互配合可检测并统计料管9的位移量数据，然后将该位移量数据传输给控制机构，控制机构根据料管9的实际位移判断是否与打印机头的移动距离相同，如果实际位移与打印机头的移动距离相同则控制机构不会使驱动电机启动工作，如果实际位移与打印机头的移动距离不同，则控制机构会使驱动电机启动工作，使料管9的位移量与打印机头的移动距离相同后再通过控制机构控制驱动电机停止工作，可实现对料管9实际移动距离的自动补偿，进而保证本实施例对料管9的精准化自动输送。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种应用于龙门架式3D打印设备的料管自动输送装置，其特征在于：包括机架、设于机架上的驱动机构、设于机架上的能夹送料管的夹送链条组件、设于机架上的用于检测料管位移量的位移检测组件以及控制机构，其中驱动机构动力输出端通过传动组件与夹送链条组件传动连接，驱动机构和位移检测组件均与控制机构电连接。

2.根据权利要求1所述的一种应用于龙门架式3D打印设备的料管自动输送装置，其特征在于：所述夹送链条组件包括竖直向平行布置的上压夹送链条单元和下压夹送链条单元；

其中上压夹送链条单元和下压夹送链条单元均通过丝杆调整构件设置在机架上以使上压夹送链条单元和下压夹送链条单元既能相互靠近也能相互远离，上压夹送链条单元和下压夹送链条单元相互靠近用于形成夹送料管的夹送空间，上压夹送链条单元和下压夹送链条单元相互远离便于料管的取放。

3.根据权利要求2所述的一种应用于龙门架式3D打印设备的料管自动输送装置，其特征在于：所述上压夹送链条单元包括固装在丝杆调整构件上的上链轮支架，上链轮支架的两端各转动连接一个上链轮转轴，每个上链轮转轴上固设有一个上链轮，两个上链轮之间通过一个上封闭链条传动连接，上封闭链条的外周上设置多个上料管推动块；

下压夹送链条单元包括固装在丝杆调整构件上的下链轮支架，下链轮支架的两端各转动连接一个下链轮转轴，每个下链轮转轴上固设有一个下链轮，两个下链轮之间通过一个下封闭链条传动连接，下封闭链条的外周上设置多个下料管推动块。

4.根据权利要求3所述的一种应用于龙门架式3D打印设备的料管自动输送装置，其特征在于：所述传动组件包括设于驱动机构动力输出端上的驱动链轮、转动设于机架上的位于驱动机构下方的上转轴、转动设于机架上的位于上转轴下方的下转轴，上转轴上分别固设有上第一传动链轮、上齿轮和第二传动链轮，下转轴上分别固设有与上齿轮啮合的下齿轮和第三传动链轮，远离位移检测组件一侧的上链轮转轴上靠近第二传动链轮的端部固设有第四传动链轮，远离位移检测组件一侧的下链轮转轴上靠近第三传动链轮的端部固设有第五传动链轮；

其中驱动链轮与第一传动链轮通过第一传动链条传动连接，第二传动链轮与第四传动链轮通过第二传动链条传动连接，第三传动链轮与第五传动链轮通过第三传动链条传动连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种应用于龙门架式3D打印设备的料管自动输送装置，其特征在于：所述位移检测组件包括通过编码器安装支架固装在上链轮支架上的编码器以及固设于编码器主轴上的编码器感应滚轮，编码器感应滚轮位于夹送空间的上方并抵压在料管上；编码器与控制机构之间通过线缆电连接。

6.根据权利要求5所述的一种应用于龙门架式3D打印设备的料管自动输送装置，其特征在于：所述下链轮支架的两端各设有至少一个导向轮构件；每个导向轮构件的顶部与下压夹送链条单元中位于上方的下料管推动块处于同一水平面上以使得料管可以水平放置在夹送空间。