一种3d打印机双z轴同步机构
阅读说明：本技术 一种3d打印机双z轴同步机构 (double-Z-axis synchronizing mechanism of 3D printer ) 是由 张淑莲 靖昆鹏 孙中海 于 2021-08-10 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种3D打印机双Z轴同步机构,包括由两根立轨和横梁构成的龙门架,两立轨上分别转动连接有丝杆,丝杆的下端连接有驱动电机,两立轨上分别滑动连接有升降行走组件,升降行走组件分别套接于丝杆上且与丝杆螺纹配合,两升降行走组件之间连接有打印头平移轨道；两丝杆的上端分别同轴连接有同步轮,两同步轮上绕卷有升降同步带；还包括安装于横梁上的安装座,所述安装座上滑动连接有抵接轮,所述抵接轮与同步轮平行设置且抵接轮的圆周面与升降同步带的外壁抵接,所述安装座上还设置有调节抵接轮远离或靠近升降同步带滑动的调节机构。本申请具有稳定升降同步带与同步轮之间的摩擦力,提高两根丝杆的同步转动精度,从而提高产品质量的效果。(The application relates to a double-Z-axis synchronizing mechanism of a 3D printer, which comprises a portal frame consisting of two vertical rails and a cross beam, wherein the two vertical rails are respectively and rotatably connected with a lead screw, the lower end of the lead screw is connected with a driving motor, the two vertical rails are respectively and slidably connected with lifting traveling assemblies, the lifting traveling assemblies are respectively sleeved on the lead screw and are in threaded fit with the lead screw, and a printing head translation track is connected between the two lifting traveling assemblies; the upper ends of the two screw rods are respectively and coaxially connected with a synchronous wheel, and a lifting synchronous belt is wound on the two synchronous wheels; still including installing the mount pad on the crossbeam, sliding connection has the butt wheel on the mount pad, the periphery of butt wheel and synchronizing wheel parallel arrangement and butt wheel and the outer wall butt of lift hold-in range, still be provided with on the mount pad and adjust the butt wheel and keep away from or be close to the gliding adjustment mechanism of lift hold-in range. This application has the frictional force between stable lift hold-in range and the synchronizing wheel, improves the synchronous rotation precision of two lead screws to improve product quality's effect.)
技术领域
本申请涉及3D打印机的领域，尤其是涉及一种3D打印机双Z轴同步机构。
背景技术
3D打印技术是一种采用逐点或逐层成型的方法制造物理模型、模具和零件的先进制造技术；是综合材料料学、CAD/CAM、数控和激光等先进技术于一体的新型制造技术。
而目前市面上的3D打印机Z轴结构，分为单丝杆和双丝杆两种。
相关技术中的一种3D打印机Z轴结构，采用双丝杆结构，利用在两丝杆上分别设置同步轮，以及两同步轮上绕卷升降同步带，使其升降同步带实现两根丝杆的同步转动，使其避免双丝杆单独控制转动，造成打印头平移轨道倾斜的几率。
针对上述中的相关技术，发明人认为升降同步带与两同步轮传动过程中，随着长时间使用，升降同步带不可避免会松弛，而升降同步带一旦松弛，则会影响与两同步轮之间的传动，可能导致两丝杆的差速转动，引起打印头平移轨道的倾斜，最终影响3D打印头打印出产品的质量。
发明内容
为了稳定升降同步带与同步轮之间的摩擦力，提高两根丝杆的同步转动精度，从而提高产品的质量；本申请提供一种3D打印机双Z轴同步机构。
本申请提供的一种3D打印机双Z轴同步机构采用如下的技术方案：
一种3D打印机双Z轴同步机构，包括由两根立轨和横梁构成的龙门架，两立轨上分别转动连接有丝杆，丝杆的下端连接有驱动电机，两立轨上分别滑动连接有升降行走组件，升降行走组件分别套接于丝杆上且与丝杆螺纹配合，两升降行走组件之间连接有打印头平移轨道；两丝杆的上端分别同轴连接有同步轮，两同步轮上绕卷有升降同步带；还包括安装于横梁上的安装座，所述安装座上滑动连接有抵接轮，所述抵接轮与同步轮平行设置且抵接轮的圆周面与升降同步带的外壁抵接，所述安装座上还设置有调节抵接轮远离或靠近升降同步带滑动的调节机构。
通过采用上述技术方案，任一驱动电机启动带动丝杆转动，即可在升降同步带与同步轮的传动作用下，实现两丝杆的同步转动，使其能够两丝杆同时驱使升降行走组件组件位移，保障打印头平移轨道保持水平的稳定的进行竖向位移，保证打印头打印精度；
当升降同步带逐渐松弛时，可利用调节机构驱使抵接轮朝升降同步带一侧位移，将升降同步带抵紧于两同步轮上，保持升降同步带与同步轮的传动性能，从而保证两根丝杠能够保持同步转动，提高打印头打印出产品的质量；
此过程中，将安装座安装于横梁上，方便将抵接轮和调节机构集成于横梁上，方便对其进行拆装工作。
可选的，所述安装座的一侧固定有限位板一、限位板二，所述限位板二处于限位板一的正下方，所述抵接轮同轴转动连接有中心轴，所述限位板一、限位板二分别开设有供中心轴插接并直线滑动的限位槽，所述调节结构包括分别设置与限位槽内的压缩弹簧二，所述压缩弹簧二沿自身长度方向平行设置，且压缩弹簧二一端与安装座连接，另一端与中心轴远离升降同步带的一侧连接。
通过采用上述技术方案，限位板一、限位板二对抵接轮起到支撑作用，同时由于抵接轮与中心轴转动，故将中心轴插接于限位槽内时，抵接轮可随升降同步带转动，减少对升降同步带产生的阻力；
同时利用两压缩弹簧二给中心轴的弹性推动力，使其抵接轮始终保持朝升降同步带一侧的位移力，从而抵接轮可始终对升降同步带进行抵接，保持升降同步带与同步轮的抵紧关系。
可选的，所述调节机构还包括伸缩件，所述伸缩件包括安装于限位板一上的支撑座，所述支撑座内沿限位槽长度方向滑动连接有拨动杆，所述拨动杆一端与中心轴连接；所述拨动杆处于支撑座内一段的侧壁还固定有拨动块，所述拨动块呈下底与拨动杆固定的等腰梯形设置，使其拨动块沿拨动杆长度方向的两个侧面呈斜面设置；所述支撑座内开设有容纳槽，所述拨动块处于容纳槽内；所述容纳槽中还对应拨动块的两个斜面分别设置有推动块一、推动块二，所述推动块一、推动块二分别与拨动块的斜面抵接，所述支撑座内还设置有驱使推动块一、推动块二垂直拨动杆长度方向位移的丝杆件。
通过采用上述技术方案，当压缩弹簧二弹行作用逐渐消失，或者压缩弹簧二的弹性无法将抵接轮抵紧于升降同步带上时，可利用拨杆与中心轴一端连接，进而手动驱使丝杆件工作，驱使推动块一、推动块二同步反向位移，推动块一、推动块二与拨动块产生斜面传动，驱使拨动杆直线位移，从而带动中心轴以及抵接轮位移，并由于推动块一、推动块二一直与拨动块的斜面抵接，使其解除外力对丝杆件的驱动时，拨动杆被限制不动，从而使其抵接轮可被限位至抵紧升降同步带的状态，进一步保证升降同步带与同步轮的抵紧力。
可选的，所述丝杆件包括垂直拨动杆长度方向设置的丝杆一、丝杆二，所述丝杆一与丝杆二转动连接于支撑座内，且丝杆一穿过拨动块一并与拨动块一螺纹配合，所述丝杆二穿过拨动块二且与拨动块二螺纹配合。
通过采用上述技术方案，在拨动块一与丝杆一的螺纹配合作用，拨动块二与丝杆二的螺纹配合作用下，当驱动丝杆一、丝杆二转动时，即可实现拨动块一、拨动块二的直线位移工作。
可选的，所述丝杆一与丝杆二的螺纹方向相同，且丝杆一与丝杆二分别同轴固定有齿轮，两齿轮啮合设置；所述丝杆一或丝杆二的一端延伸至支撑座外，且伸出端固定有手轮。
通过采用上述技术方案，利用齿轮啮合实现丝杆一与丝杆二的同步反向转动，进而在丝杆一与丝杆二的螺纹方向相反的作用下，仅需工作人员驱动丝杆一或丝杆二转动，即可实现拨动块一、拨动块二的同步反向位移，方便工作人员对拨动块一、拨动块二的推动工作。
可选的，所述拨动杆包括杆一和杆二，所述杆一处于支撑座内，所述杆二一端与杆一可拆连接，另一端套接于中心轴的一端。
通过采用上述技术方案，将杆二一端与中心轴套接，另一端与杆一可拆连接，使其可根据需求连接拨动杆与中心轴，或者解除中心轴与拨动杆的连接，使其可根据升降同步带的松弛状态，而采用不同的方式驱使抵接轮抵紧于升降同步带上。
可选的，所述支撑座下端固定有定位块，所述限位板一上端面开设有一侧为开口且供限位块插接的定位槽，所述定位块沿限位槽长度方向的截面为上窄下宽的梯形设置。
通过采用上述技术方案，利用定位块相对定位槽的插接关系，可实现安装座相对限位板一的可拆连接，进而将杆二垂直定位块滑移方向插接于中心轴内，并与杆一连接，使其安装座受到多个方位的限位，将安装座稳定的安装于限位板一上，从而可根据实际需求将伸缩件安装于限位板一上或是拆卸于限位板一上。
可选的，所述杆二的一端固定有T型块，所述杆一的上端面开设有供T型块自上而下插接的T型槽。
通过采用上述技术方案，利用T型块与T型槽的插接配合，实现杆二与杆一的稳定连接。
可选的，所述安装座由相互垂直连接的横向部分和纵向部分构成，纵向部分与限位板一连接，纵向部分上端开设有上下贯通的固定槽，固定槽内直线滑动连接有固定板，所述固定板朝竖直部分的一侧形成凸起部分；所述横向部分上设置有限位固定板的定位件。
通过采用上述技术方案，由于横梁由型材构成，型材四个侧面具备型槽，先将安装座套接于横梁上，在驱使固定板沿固定槽滑动，使其凸起部分抵接于型槽内，再经定位件对固定板进行限位，使其安装座在纵向部分与固定板与横梁的夹持作用下，稳定的固定于横梁上，方便安装座相对横梁的拆装工作，且可将安装座固定于横梁长度方向的任意位置。
可选的，所述定位件包括设置于固定槽内且与固定槽长度方向平行设置的压缩弹簧一，所述压缩弹簧一的一端与固定板远离凸起部分的一侧连接；所述固定板上端还固定有凸块，所述凸块上插接有插杆，横向部分对应开设有供插杆插接的插孔；当所述固定板的凸起部分抵接于横梁的型槽内时，所述插杆与插孔插接配合。
通过采用上述技术方案，利用压缩弹簧一驱使固定板朝纵向部分一侧的位移力，再利用插杆穿过凸块插接于插孔内，实现对固定板的限制，使其固定板保持对横梁的抵紧工作，此种方式操作简单。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.当升降同步带逐渐松弛时，可利用调节机构驱使抵接轮朝升降同步带一侧位移，将升降同步带抵紧于两同步轮上，保持升降同步带与同步轮的传动性能，从而保证两根丝杠能够保持同步转动，提高打印头打印出产品的质量；
2.利用固定板与纵向部分82对横梁的加持力，将安装座限位于横梁上，方便安装座的拆装工作，同时可将安装座固定于横梁长度方向的任意位置，可根据实际需求将抵接轮、调节机构等拆装于横梁上。
附图说明
图1是相关技术的整体结构示意图。
图2是本申请实施例一种3D打印机双Z轴同步机构的整体结构示意图。
图3是图2中安装座与调节机构的结构示意图。
图4是图3的正视图。
图5是图3中伸缩件的结构示意图。
图6是图5中伸缩件的正面示意图。
附图标记说明：1、打印头平移轨道；2、升降行走组件；3、3D打印头；4、龙门架；41、立轨；42、横梁；5、驱动电机；6、丝杆；7、升降同步带；8、安装座；81、横向部分；82、纵向部分；9、调节机构；91、压缩弹簧二；92、支撑座；93、拨动杆；931、杆一；932、杆二；94、滑槽；95、拨动块；96、推动块一；97、推动块二；98、丝杆件；981、丝杆一；982、丝杆二；983、齿轮；984、手轮；99、容纳槽；10、固定槽；11、固定板；12、凸起部分；13、凸块；14、插杆；15、压缩弹簧一；16、限位板一；17、限位板二；18、限位槽；19、T型块；20、T型槽；21、抵接轮；22、中心轴；23、定位块；24、定位槽。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
相关技术：一种3D打印机双Z轴同步机构，参照图1，包括龙门架4、打印头平移轨道1、升降行走组件2和3D打印头3，龙门架4包括两侧的立轨41和与两立轨41顶部连接的横梁42，立轨41的下部分别安装有驱动电机5，驱动电机5分别连接有一与立轨41平行设置的丝杆6，升降行走组件2设置有两组分别对应滑移于立轨41上，且升降行走组件2分别与对应丝杆6螺纹连接，打印头平移轨道1的两端与两侧的升降行走组件2连接，3D打印头3安装于打印头平移轨道1上。同时两丝杆6的上端分别固定有同步轮，两同步轮上绕卷有同一升降同步带7，升降同步带7实现两丝杆6的同步转动工作；实现打印头平移轨道1Z轴位移时，驱动电机5带动丝杆6转动，驱使打印头平移轨道1沿立轨41长度方向位移，实现3D打印头3的Z轴方向位移，同时3D打印头3可沿打印头平移轨道1位移，实现3D打印头3沿Y轴的位移。
本申请实施例公开一种3D打印机双Z轴同步机构，参照图2，包括龙门架4、打印头平移轨道1、升降行走组件2和3D打印头3，龙门架4包括两侧的立轨41和与两立轨41顶部连接的横梁42，立轨41的下部分别安装有驱动电机5，驱动电机5分别连接有一与立轨41平行设置的丝杆6，升降行走组件2设置有两组分别对应滑移于立轨41上，且升降行走组件2分别与对应丝杆6螺纹连接，打印头平移轨道1的两端与两侧的升降行走组件2连接，3D打印头3安装于打印头平移轨道1上。同时两丝杆6的上端分别固定有同步轮，两同步轮上绕卷有同一升降同步带7，升降同步带7实现两丝杆6的同步转动工作；实现打印头平移轨道1Z轴位移时，驱动电机5带动丝杆6转动，驱使打印头平移轨道1沿立轨41长度方向位移，实现3D打印头3的Z轴方向位移，同时3D打印头3可沿打印头平移轨道1位移，实现3D打印头3沿Y轴的位移。
参照图3和4，横梁42上套接有安装座8，安装座8包括相互垂直固定的横向部分81和纵向部分82，横向部分81抵接于横梁42的上端，纵向部分82处于横梁42与升降同步带7之间；横向部分81上端开设有贯穿上下的固定槽10，固定槽10垂直横梁42长度方向开设，固定槽10内滑动连接有固定板11，固定板11下端延伸至横梁42的型槽中，且处于型槽一段并朝纵向部分82的一侧形成凸起部分12，凸起部分12的下端为斜面设置；固定板11远离纵向部分82的一侧与固定槽10之间固定有压缩弹簧一15，压缩弹簧一15沿固定槽10长度方向平行设置，且设置有两组，压缩弹簧一15的另一端固定槽10的侧壁固定，给予固定板11朝纵向部分82一侧的位移作用力；固定板11上端沿横梁42长度方向的两侧还分别固定有凸块13，凸块13上插接有插杆14，横向部分81对应开设有插孔，当凸起部分12完全抵紧于型槽内时，可插杆14插接于插孔内，对固定板11起到限位作用，将安装座8限位于横梁42上；
参照图4和5，上述纵向部分82远离横梁42的一侧还垂直固定有限位板一16和限位板二17，限位板二17处于限位板板一的正下方，限位板一16与限位板二17之间还设置有抵接轮21，抵接轮21与导向轮平行设置，且抵接轮21的圆周面与升降同步带7的外壁抵接；限位板一16上还设置驱使抵接轮21直线滑动的调节机构9。
上述抵接轮21同轴转动连接有中心轴22，限位板一16和限位板二17分别开设有与固定槽10长度方向平行设置的限位槽18，且限位板二17的限位槽18下端为封闭设置，中心轴22的两端分别穿设于限位板一16与限位板二17的限位槽18内，且中心轴22处于限位槽18内的一段固定有方形块；上述调节机构9包括压缩弹簧二91，压缩弹簧二91分别处于两限位槽18内，且沿限位槽18的长度方向平行设置，压缩弹簧二91的一端与方形块远离升降同步带7的一端固定，另一端与纵向部分82部分，给予抵接轮21朝升降同步带7一侧的位移力，保持抵接轮21将升降同步带7抵紧于同步轮的状态。
参照图3和4，本实施例中限位板二17的长度小于纵向部分82与升降同步带7之间的间距，限位板一16长于限位板二17其部分延伸至升降同步带7之上；参照图5和6，上述调节机构9还包括伸缩件，伸缩件包括支撑座92，支撑座92安装于限位板一16上端，支撑座92内开设有滑槽94，滑槽94沿限位槽18长度方向平行设置，滑槽94内插接有拨动杆93，拨动杆93的一端与中心轴22的上端连接，拨动杆93处于滑槽94内的一段的上端固定有拨动块95，拨动块95为下底与拨动杆93固定的等腰梯形设置，使其拨动块95沿拨动杆93长度方向的两侧为斜面设置，支撑座92内还开设有容纳槽99，容纳槽99与滑槽94连通且用于容纳拨动块95；容纳槽99中对应拨动块95的两个斜面分别设置有推动块一96、推动块二97，推动块一96、推动块二97保持与拨动块95的斜面抵接设置，初始状态下，推动块一96远离拨动杆93一侧，推动块二97靠近拨动块95一侧；支撑座92内还设置有驱动推动块一96、推动块二97靠近或远离拨动杆93一侧直线位移的丝杆件98。
上述丝杆件98包括相互平行设置的丝杆一981和丝杆二982，丝杆一981垂直拨动杆93长度方向设置，且丝杆一981穿过推动块一96并与推动块一96螺纹配合，丝杆二982穿过推动块二97且与推动块二97螺纹配合；其中，推动块一96与推动块二97相互远离的侧壁与容纳槽99的内壁直面抵接。为更好的对推动块一96、推动块二97驱动工作，丝杆一981与丝杆二982的螺纹方向相同，且丝杆一981与丝杆二982分别同轴固定有齿轮983，两齿轮983啮合设置，丝杆一981的一端延伸至支撑座92外，且丝杆一981的伸出端同轴固定有手轮984。经手轮984带动丝杆一981、丝杆二982转动，驱使推动块一96、推动块二97同步反向位移，再驱使拨动杆93带动中心轴22直线位移，改变抵接轮21对升降同步带7的抵紧作用。
上述支撑座92下端固定有定位块23，定位块23沿限位槽18长度方向的截面为上窄下宽的梯形设置，限位板一16的上端垂直限位槽18长度方向开设有截面与定位块23相同的定位槽24，且定位槽24处置限位槽18长度方向的一侧开口设置另一侧封闭设置；上述拨动杆93由杆一931和杆二932构成，杆一931处于滑槽94内，杆二932的一端开设有套接于中心轴22上的通孔，另一端固定有T型块19，杆一931的上端开设有下端封闭的T型槽20；将定位块23滑入定位槽24内后，在将杆二932从上至下套接于中心轴22与杆一931内，实现支撑座92的限位，以及拨动杆93与中心轴22的连接。
本申请实施例一种3D打印机双Z轴同步机构的实施原理为：先将安装座8从横梁42的上方插接于横梁42中，插接的过程中，凸起部分12的斜面与横梁42抵接产生斜面传动，驱使固定板11直线位移，直至固定板11插接于型槽内后，在压缩弹簧一15的弹性作用下，驱使固定板11朝纵向部分82一侧位移，并抵紧于型槽侧壁，而后将插杆14插接于凸块13与插孔内，将安装座8限位于横梁42上；此时抵接轮21在压缩弹簧二91的弹性作用下，保持对升降同步带7外壁的抵接作用，将升降同步带7与同步轮保持抵紧工作；
当压缩弹簧二91的弹性不足时，可将支撑座92的定位块23滑入定位槽24中，再将杆二932从下之下的套接于中心轴22与杆一931内，再经手轮984驱使丝杆一981、丝杆二982的转动，驱使推动块一96、推动块二97的同步反向位移，再驱使拨动杆93带动中心轴22直线位移，进一步将抵接轮21抵紧于升降同步带7上，保持升降同步带7与同步轮的抵紧工作。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
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