阅读说明：本技术 一种大长径比的多级活塞结构 (Multistage piston structure with large length-diameter ratio ) 是由 袁晓鑫 宗贵升 赵浩 李全贵 于 2020-06-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大长径比的多级活塞结构,多级活塞结构设置于成型缸内；多级活塞结构包括：顶层活塞,底层活塞,底层活塞设置于成型缸的底板上方；电机,电机设有多个,分别设于顶层活塞和底层活塞的顶部；丝杠,丝杠为多个,且与电机的数量和位置对应,且设于顶层活塞和底层活塞的底部,丝杠的一端穿过对应的顶层活塞或/和底层活塞与电机的输出端传动连接；丝杠的另一端,穿过对应的顶层活塞或/和底层活塞及成型缸的底板,延伸至成型缸的下方。本发明中的活塞结构可以有效增加活塞z向行程,且方便操作。(The invention discloses a multi-stage piston structure with a large length-diameter ratio, which is arranged in a forming cylinder; the multi-stage piston structure includes: the top layer piston and the bottom layer piston are arranged above the bottom plate of the forming cylinder; the motors are arranged on the tops of the top layer piston and the bottom layer piston respectively; the number of the lead screws corresponds to the number and the positions of the motors and are arranged at the bottoms of the top layer pistons and the bottom layer pistons, and one end of each lead screw penetrates through the corresponding top layer piston or/and bottom layer piston to be in transmission connection with the output end of each motor; the other end of the screw rod passes through the corresponding top layer piston or/and bottom layer piston and the bottom plate of the forming cylinder and extends to the lower part of the forming cylinder. The piston structure can effectively increase the z-direction stroke of the piston and is convenient to operate.)

一种大长径比的多级活塞结构

技术领域

本发明涉及活塞技术领域，更具体的说是涉及一种大长径比的多级活塞结构。

背景技术

当今SLS、SLA、3DP等多种类型的3D打印设备，为了追求高效率和加工大尺寸工件，设备都有越做越大的趋势，在设备的成型缸内活塞的活动空间也需要做适当调整，其中x和y方向还尚好解决，z方向由于大多都采取的是活塞下部丝杠单级驱动活塞方式，受原理的限制，活塞z方向的行程不可能超过活塞下丝杠的长度，假设活塞z向的有效行程若大于500mm时，加上活塞厚度，直线轴承长度等因素，丝杠长度都要在650mm以上，活塞下移动时，成型缸和地面之间要留有适当的距离，使活塞能移动到成型缸的最底端，因此，设备加工平台到地面的实际高度都要超过1250mm，导致加工平台高，活塞z向行程小的问题，同时，加工平台高也不便于进行打印操作。

因此，研究出一种活塞z向行程可以有效增加，且方便操作的大长径比的多级活塞结构是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种大长径比的多级活塞结构，可以实现活塞z向行程的有效增加，且方便操作。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大长径比的多级活塞结构，所述多级活塞结构设置于成型缸内；多级活塞结构包括：

顶层活塞，

底层活塞，所述底层活塞设置于所述成型缸的底板上方；

电机，所述电机设有多个，分别设于所述顶层活塞和底层活塞的顶部；

丝杠，所述丝杠为多个，且与所述电机的数量和位置对应，且设于所述顶层活塞和底层活塞的底部，所述丝杠的一端穿过对应的顶层活塞或/和底层活塞与所述电机的输出端传动连接；所述丝杠的另一端，穿过对应的顶层活塞或/和底层活塞及成型缸的底板，延伸至所述成型缸的下方。

采用上述技术方案的有益效果是，本发明中在底层活塞的上方设置顶层活塞，底层活塞和顶层活塞均在成型缸底部时，底层活塞和顶层活塞上的丝杠均置于成型缸底部与地面之间，顶层活塞上升到最顶层时，顶层活塞的丝杠的底部置于底层活塞处，底层活塞处丝杠的移动距离与顶层活塞处丝杠移动距离的和为活塞结构的总行程。本发明的活塞结构结构简单，可以增加行程，在增加行程的同时不会增加成型缸与地面间的距离，更便于操作。

优选的，所述顶层活塞的上方设置用于放置模型的活塞顶板。

优选的，所述顶层活塞顶部的边缘处设置有筒形的第一支撑板，所述活塞顶板置于所述第一支撑板的顶部。

优选的，所述第一支撑板的高度高于所述电机的高度，使顶层活塞顶部的电机位于活塞顶部的下方，避免电机对放置在活塞顶板上的模型造成影响。

优选的，所述顶层活塞和底层活塞之间设有中间层活塞，所述中间层活塞的顶部设置所述电机，所述电机的底部输出端连接有所述丝杠。

所述中间层活塞设有多个，多个所述中间层活塞依次层叠排布。

优选的，底层活塞和中间层活塞的顶部的边缘处均设置用于支撑上层活塞的筒形的第二支撑板。第二支撑板使底层活塞与中间层活塞、相邻中间层活塞、中间层活塞与顶层活塞之间存在一定的距离。

优选的，所述成型缸的底板、底层活塞、中间层活塞表面均开设第一通孔，所述第一通孔内部设置用于支撑所述丝杠上下移动的螺套轴承，所述螺套轴承与所述丝杠螺纹连接。丝杠在电机的作用下进行转动，丝杠与螺套轴承螺纹连接，丝杠转动的过程中相对螺套轴承进行上下移动。

优选的，所述成型缸的底板、底层活塞、中间层活塞表面均开设用于所述丝杠直接穿过的第二通孔。第二通孔便于丝杠的上下移动。

优选的，所述中间层活塞和所述顶层活塞的表面开设用于所述电机穿过的第三通孔，所述第二支撑板高度小于所述电机的高度。底层活塞、中间层活塞和顶层活塞都位于成型缸底部时，电机穿设与第三通孔内，可以减小底层活塞、中间层活塞、顶层活塞之间的距离，可以增加整体活塞结构的行程。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种大长径比的多级活塞结构，其有益效果为：

(1)本发明中底层活塞以成型缸的底板为基础进行上升，中间层活塞以底层活塞为基础进行上升，顶层活塞以中间层活塞为基础进行提升，可以在不改变成型缸与地面距离的同时大大提高活塞结构的总行程；

(2)底层活塞、中间层活塞、顶层活塞上均设置多个丝杠和电机，使每层活塞在上下移动时更加的平稳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的两层活塞结构收缩状态的结构示意图；

图2附图为本发明提供的两层活塞结构展开状态的结构示意图；

图3附图为本发明提供的两层活塞结构电机排布情况的俯视图；

图4附图为本发明提供的三层活塞结构收缩状态的结构示意图；

图5附图为本发明提供的三层活塞结构展开状态的结构示意图；

图6附图为本发明提供的三层活塞结构电机排布情况的俯视图。

其中，图中，

1-顶层活塞；

2-成型缸；

21-底板；

3-底层活塞；4-电机；5-丝杠；6-活塞顶板；7-第一支撑板；8-中间层活塞；9-第二支撑板；10-第三通孔；11-螺套轴承；12-第二通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明实施例公开了一种大长径比的多级活塞结构，多级活塞结构设置于成型缸2内；包括：

顶层活塞1，

底层活塞3，底层活塞3设置于成型缸2的底板21上方；

电机4，电机4设有多个，分别设于顶层活塞1和底层活塞3的顶部；

丝杠5，丝杠5为多个，且与电机4的数量和位置对应，且设于顶层活塞1和底层活塞3的底部，丝杠5的一端穿过对应的顶层活塞1或/和底层活塞3与电机4的输出端传动连接；丝杠5的另一端，穿过对应的顶层活塞1或/和底层活塞3及成型缸2的底板21，延伸至成型缸2的下方。电机4和丝杠5均匀在顶层活塞1和底层活塞3的表面排布有4个。

为了进一步地优化上述技术方案，顶层活塞1的上方设置用于放置模型的活塞顶板6。

为了进一步地优化上述技术方案，顶层活塞1顶部的边缘处设置有筒形的第一支撑板7，活塞顶板6置于第一支撑板7的顶部。

为了进一步地优化上述技术方案，第一支撑板7的高度高于电机4的高度。

为了进一步地优化上述技术方案，底层活塞3顶部的边缘处均设置用于支撑上层活塞的筒形的第二支撑板9。

为了进一步地优化上述技术方案，成型缸2的底板21、底层活塞3表面均开设第一通孔，第一通孔内部设置用于支撑丝杠5上下移动的螺套轴承11，螺套轴承11与丝杠5螺纹连接。

为了进一步地优化上述技术方案，成型缸2的底板21、底层活塞3表面均开设用于丝杠5直接穿过的第二通孔12。

为了进一步地优化上述技术方案，顶层活塞1的表面开设用于电机4穿过的第三通孔10，第二支撑板9高度小于电机4的高度。

本实施例中底层活塞3和顶层活塞1组成两级活塞结构，四个电机4和丝杠5排布成方形，且底层活塞3的电机4与顶层活塞1的电机4位置错开，可以避免相互干扰，成型缸2底板21上的第一通孔位于底层活塞3上电机4的正下方，底层活塞3的丝杠5与第一通孔内的螺套轴承11螺纹连接；成型缸2的底板21位于顶层活塞1上电机4正下方的位置设置第二通孔12，底层活塞3位于顶层活塞1上电机4正下方的位置开设第一通孔，顶层活塞1上丝杠5与底层活塞3上第一通孔内的螺套轴承11螺纹连接，穿设在成型缸2底板21的第二通孔12内，便于上下移动。顶层活塞1表面设置的第三通孔10与底层活塞3上电机4的位置对应。

实施例2：

本实施例中顶层活塞1和底层活塞3之间设有中间层活塞8，中间层活塞8设有1个。

为了进一步地优化上述技术方案，中间层活塞8的顶部设置电机4，电机4的底部输出端连接有丝杠5。

为了进一步地优化上述技术方案，中间层活塞8的顶部的边缘处均设置用于支撑上层活塞的第二支撑板9。

为了进一步地优化上述技术方案，中间层活塞8表面均开设第一通孔，第一通孔内部设置用于支撑丝杠5上下移动的螺套轴承11，螺套轴承11与丝杠5螺纹连接。

为了进一步地优化上述技术方案，中间层活塞8表面均开设用于丝杠8直接穿过的第二通孔12。

为了进一步地优化上述技术方案，中间层活塞8表面开设用于电机4穿过的第三通孔10，第二支撑板9高度小于电机4的高度。

本实施例中底层活塞3、一个中间层活塞8和顶层活塞1组成三级活塞结构，四个电机4和丝杠5排布成方形，且底层活塞3、中间层活塞8以及顶层活塞1上的电机4位置相互错开，可以避免相互干扰，成型缸2底板21上的第一通孔位于底层活塞3上电机的正下方，底层活塞3的丝杠5与第一通孔内的螺套轴承11螺纹连接；成型缸2的底板21位于中间层活塞8和顶层活塞1上电机4正下方的位置均设置第二通孔12，底层活塞3位于中间层活塞8上电机8正下方的位置开设第一通孔，中间层活塞8上丝杠5与底层活塞3上第一通孔内的螺套轴承11螺纹连接，且穿设在成型2缸底板21的第二通孔12内，便于上下移动；中间层活塞8位于顶层活塞1上电机4正下方的位置开设第一通孔，顶层活塞1上丝杠5与中间层活塞8上第一通孔内的螺套轴承11螺纹连接，底层活塞3的表面开设顶层活塞1上丝杠5穿过的第二通孔12，顶层活塞1上的丝杠5依次穿过中间层活塞8上第一通孔，底层活塞3和成型缸2底板21上的第二通孔12，便于上下移动。

本实施例中的其他技术方案与实施例1中的相同，在此便不在一一赘述。

当中间层活塞8的数量设置2个或者多个时直接叠加即可，其工作原理与设置一个中间层活塞8的原理相同。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。