一种快速插拔结构的恒温出料3D打印喷头装置

一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置
技术领域：
1.本发明涉及3d打印技术领域，特别涉及一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置。


背景技术：

2.3d打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用金属或塑料等材料可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。本三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3d打印机的原理是把数据和原料放进3d打印机中，设备会按照程序把产品一层层造出来；目前fdm方式的3d打印机在铸造方面的应用较为广泛，该类型打印机通常安装若干个喷头组件通过挤出材料熔融沉积原理成型。然而，对于模型主体较大尺寸的轮廓和填充体打印时喷头组件需要安装为大孔径喷嘴，当打印小尺寸和精细部位时挤出装置安装为小孔径喷嘴。使用大孔径喷嘴可以提高打印效率；使用小孔径喷嘴可以保证模型外观精度需要；而现有的打印喷头更换时比较麻烦和不便，还有更换后的打印喷头容易堵塞影响再次使用，另外打印喷头使用时的精度也比较差。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置，解决了现有的打印喷头更换时比较麻烦和不便，还有更换后的打印喷头容易堵塞影响再次使用，另外打印喷头使用时的精度也比较差的问题。
4.为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置，包括给料机，其创新点在于：还包括机座、切换驱动机构、保温外壳、连接臂、排出驱动机构、插拔输送机构、伸缩式喷头和收集槽；所述机座顶部固定连接有给料机，所述机座下侧设有切换驱动机构，且切换驱动机构四周固定连接有数个伸缩式喷头，且伸缩式喷头下侧的喷口孔径大小不同，所述机座右上侧设有插拔输送机构；所述插拔输送机构左侧固定连接有连接臂，且连接臂左侧设有排出驱动机构，所述插拔输送机构上侧入口与给料机出口相连接，所述插拔输送机构下侧出口与右侧的伸缩式喷头上侧入口相连接；所述保温外壳固定连接在机座左侧外部，所述保温外壳内侧底面开设有收集槽。
5.作为优选，所述切换驱动机构的具体结构包括电机一、传动轴和连接座；所述电机一固定连接在机座下侧中央内部；所述传动轴活动连接在机座下侧中央内部，所述传动轴上侧中心与电机一下侧输出轴固定连接，所述传动轴底部与连接座顶部中央固定连接。
6.作为优选，所述电机一为伺服电机或步进电机。
7.作为优选，所述排出驱动机构的具体结构包括电机二、连接轴、固定座、卡槽轴和卡槽一；所述电机二固定连接在连接臂左上侧；所述连接轴活动连接在连接臂左侧设置的竖向孔中，所述连接轴上侧中心与电机二下侧输出轴固定连接；所述固定座顶部固定连接在连接臂左下侧，所述固定座内部活动连接有卡槽轴；所述卡槽轴顶部与连接轴底部固定
连接，所述卡槽轴下侧中央开设有卡槽一，且卡槽一与左侧的伸缩式喷头上侧相连。
8.作为优选，所述固定座下侧台阶面上设有密封圈。
9.作为优选，所述插拔输送机构的具体结构包括导槽、油缸、输送通孔、卡槽二、输送腔、输送螺杆、活动座、导孔、导管、输入孔、电机三和连接孔；所述导槽呈竖向开设在机座右上侧；所述活动座左侧外部呈竖向活动连接在导槽内部，所述活动座左侧内部设有连接孔，所述活动座上侧中央内部设有导孔，所述活动座右下侧内部设有纵向的输送腔；所述导管下侧外部呈竖向活动连接在导孔内部，所述导管上侧入口与给料机右下侧出口相连接，所述导管下侧出口朝向右侧；所述油缸底部固定连接在导槽左下侧，所述油缸上侧活塞杆端部与连接孔顶面固定连接；所述电机三固定连接在活动座右上侧顶部；所述输送腔左上侧设有输入孔，所述输送腔底面四周开设有数个输送通孔；所述输送螺杆活动连接在输送腔内部，所述输送螺杆底面中央开设有卡槽二，且卡槽二与右侧的伸缩式喷头上侧相连，所述输送螺杆上侧中心与电机三下侧输出轴固定连接。
10.作为优选，所述电机三为伺服电机或步进电机。
11.作为优选，所述活动座右下侧台阶面上设有密封垫。
12.作为优选，所述伸缩式喷头的具体结构包括保温壳体、活动腔、弹簧、凸台、活动壳体、输出孔、输出螺杆、顶盖、连通孔、环形槽和传动头；所述保温壳体中央内部设有竖向的活动腔；所述活动壳体外部呈竖向活动连接在活动腔内部，所述活动壳体中央外部设有凸台，且凸台底面与所述活动腔内臂中央开设的内槽底面之间设有弹簧；所述输出孔呈竖向设在活动壳体中央内部，所述输出孔内部活动连接在输出螺杆，所述输出孔上侧开口处固定连接有顶盖；所述传动头下侧外部活动连接在顶盖中心孔中，所述传动头底部与输出螺杆上侧中央固定连接；所述环形槽开设在顶盖上侧，所述环形槽下侧四周开设有数个连通孔，且连通孔下侧开口均与输出孔上侧相连通。
13.本发明的有益效果：
14.(1)本发明具有结构合理简单、生产成本低、安装方便，这里通过油缸的缩短使用活动座整体下移使其右下侧插入到对应的伸缩式喷头上侧内部，从而能够使卡槽二卡住传动头上侧进行动力的传递，也就确保了输送螺杆和输出螺杆能够同步旋转进行准确的打印材料的输送。
15.(2)本发明中只有活动座整体下移后导管右下侧出口才能与输入孔相连通进行打印材料的输送，从而确保了切换伸缩式喷头时打印材料不会输出造成浪费。
16.(3)本发明中设置的排出驱动机构，当活动座整体下移一段距离后也会使卡槽一卡住左侧的伸缩式喷头中的传动头，从而能够通过电机二带动左侧伸缩式喷头中的输出螺杆旋转将多余的打印材料排出到收集槽中进行收集，也就避免了多余的打印材料凝固在不使用的伸缩式喷头内部影响下次的使用。
17.(4)本发明中活动座整体下移插入到使用中的伸缩式喷头中时，也会使使用中的伸缩式喷头中的活动壳体伸出进行打印作业，从而确保了打印时其他的伸缩式喷头不会影响打印的工件，也就进一步提高了打印的质量。
附图说明：
18.图1为本发明的结构示意图。
19.图2为本发明使用时的连接示意图。
20.图3为切换驱动机构的结构示意图。
21.图4为排出驱动机构的结构示意图。
22.图5为插拔输送机构的结构示意图。
23.图6为伸缩式喷头的结构示意图。
24.1-机座；2-切换驱动机构；3-保温外壳；4-连接臂；5-排出驱动机构；6-给料机；7-插拔输送机构；8-伸缩式喷头；9-收集槽；21-电机一；22-传动轴；23-连接座；51-电机二；52-连接轴；53-固定座；54-卡槽轴；55-卡槽一；71-导槽；72-油缸；73-输送通孔；74-卡槽二；75-输送腔；76-输送螺杆；77-活动座；78-导孔；79-导管；710-输入孔；711-电机三；712-连接孔；81-保温壳体；82-活动腔；83-弹簧；84-凸台；85-活动壳体；86-输出孔；87-输出螺杆；88-顶盖；89-连通孔；810-环形槽；811-传动头。
具体实施方式：
25.如图1和图2所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置，包括给料机6，还包括机座1、切换驱动机构2、保温外壳3、连接臂4、排出驱动机构5、插拔输送机构7、伸缩式喷头8和收集槽9；所述机座1顶部固定连接有给料机6，所述机座1下侧设有切换驱动机构2，且切换驱动机构2四周固定连接有数个伸缩式喷头8，且伸缩式喷头8下侧的喷口孔径大小不同，所述机座1右上侧设有插拔输送机构7；所述插拔输送机构7左侧固定连接有连接臂4，且连接臂4左侧设有排出驱动机构5，所述插拔输送机构7上侧入口与给料机6出口相连接，所述插拔输送机构7下侧出口与右侧的伸缩式喷头8上侧入口相连接；所述保温外壳3固定连接在机座1左侧外部，所述保温外壳3内侧底面开设有收集槽9。
26.如图3所示，所述切换驱动机构2的具体结构包括电机一21、传动轴22和连接座23；所述电机一21固定连接在机座1下侧中央内部；所述传动轴22活动连接在机座1下侧中央内部，所述传动轴22上侧中心与电机一21下侧输出轴固定连接，所述传动轴22底部与连接座23顶部中央固定连接。
27.其中，所述电机一21为伺服电机或步进电机，从而便于通过现有的技术进行精确的自动化控制，也就避免了手动切换带来的麻烦和不便。
28.如图4所示，所述排出驱动机构5的具体结构包括电机二51、连接轴52、固定座53、卡槽轴54和卡槽一55；所述电机二51固定连接在连接臂4左上侧；所述连接轴52活动连接在连接臂4左侧设置的竖向孔中，所述连接轴52上侧中心与电机二51下侧输出轴固定连接；所述固定座53顶部固定连接在连接臂4左下侧，所述固定座53内部活动连接有卡槽轴54；所述卡槽轴54顶部与连接轴52底部固定连接，所述卡槽轴54下侧中央开设有卡槽一55，且卡槽一55与左侧的伸缩式喷头8上侧相连。
29.其中，所述固定座53下侧台阶面上设有密封圈，从而提高了使用时候的密封效果。
30.如图5所示，所述插拔输送机构7的具体结构包括导槽71、油缸72、输送通孔73、卡槽二74、输送腔75、输送螺杆76、活动座77、导孔78、导管79、输入孔710、电机三711和连接孔712；所述导槽71呈竖向开设在机座1右上侧；所述活动座77左侧外部呈竖向活动连接在导槽71内部，所述活动座77左侧内部设有连接孔712，所述活动座77上侧中央内部设有导孔
78，所述活动座77右下侧内部设有纵向的输送腔75；所述导管79下侧外部呈竖向活动连接在导孔78内部，所述导管79上侧入口与给料机6右下侧出口相连接，所述导管79下侧出口朝向右侧；所述油缸72底部固定连接在导槽71左下侧，所述油缸72上侧活塞杆端部与连接孔712顶面固定连接；所述电机三711固定连接在活动座77右上侧顶部；所述输送腔75左上侧设有输入孔710，所述输送腔75底面四周开设有数个输送通孔73；所述输送螺杆76活动连接在输送腔75内部，所述输送螺杆76底面中央开设有卡槽二74，且卡槽二74与右侧的伸缩式喷头8上侧相连，所述输送螺杆76上侧中心与电机三711下侧输出轴固定连接。
31.其中，所述电机三711为伺服电机或步进电机，从而便于通过现有的技术进行精确的自动化控制；所述活动座77右下侧台阶面上设有密封垫，从而提高了使用时候的密封效果。
32.如图6所示，所述伸缩式喷头8的具体结构包括保温壳体81、活动腔82、弹簧83、凸台84、活动壳体85、输出孔86、输出螺杆87、顶盖88、连通孔89、环形槽810和传动头811；所述保温壳体81中央内部设有竖向的活动腔82；所述活动壳体85外部呈竖向活动连接在活动腔82内部，所述活动壳体85中央外部设有凸台84，且凸台84底面与所述活动腔82内臂中央开设的内槽底面之间设有弹簧83；所述输出孔86呈竖向设在活动壳体85中央内部，所述输出孔86内部活动连接在输出螺杆87，所述输出孔86上侧开口处固定连接有顶盖88；所述传动头811下侧外部活动连接在顶盖88中心孔中，所述传动头811底部与输出螺杆87上侧中央固定连接；所述环形槽810开设在顶盖88上侧，所述环形槽810下侧四周开设有数个连通孔89，且连通孔89下侧开口均与输出孔86上侧相连通。
33.本发明的使用状态为：本发明具有结构合理简单、生产成本低、安装方便，这里首先根据需要切换合适孔径的伸缩式喷头8，具体切换使用时，首先通过油缸72的伸长使插拔输送机构7中活动座77整体上移远离对应的伸缩式喷头8，而后启动电机一21通过传动轴22带动连接座23和四周的伸缩式喷头8旋转，从而能够将合适孔径的伸缩式喷头8旋转至插拔输送机构7右下侧进行使用，而后再通过油缸72的缩短使用活动座77整体下移使其右下侧插入到对应的伸缩式喷头8上侧内部，从而能够使卡槽二74卡住传动头811上侧进行动力的传递，也就确保了输送螺杆76和输出螺杆87能够同步旋转进行准确的打印材料的输送，另外还能使输送通孔73与连通孔89相连通，从而便于将打印材料输送到伸缩式喷头8中，另外只有活动座77整体下移后导管79右下侧出口才能与输入孔710相连通进行打印材料的输送，从而确保了切换伸缩式喷头8时打印材料不会输出造成浪费，而设置的排出驱动机构5，当活动座77整体下移一段距离后也会使卡槽一55卡住左侧的伸缩式喷头8中的传动头811，从而能够通过电机二51带动左侧伸缩式喷头8中的输出螺杆87旋转将多余的打印材料排出到收集槽9中进行收集，也就避免了多余的打印材料凝固在不使用的伸缩式喷头8内部影响下次的使用，另外活动座77整体下移插入到使用中的伸缩式喷头8中时，也会使使用中的伸缩式喷头8中的活动壳体85伸出进行打印作业，从而确保了打印时其他的伸缩式喷头8不会影响打印的工件，也就进一步提高了打印的质量。
34.在本发明的控制方式是通过人工启动或通过现有的自动化技术进行控制，动力元件的接线图与电源的提供属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和接线布置。
35.在发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
36.在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
37.以上显示和描述了发明的基本原理和主要特征和发明的优点，本行业的技术人员应该了解，发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明发明的原理，在不脱离发明精神和范围的前提下，发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内，发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置，包括给料机(6)，其特征在于：还包括机座(1)、切换驱动机构(2)、保温外壳(3)、连接臂(4)、排出驱动机构(5)、插拔输送机构(7)、伸缩式喷头(8)和收集槽(9)；所述机座(1)顶部固定连接有给料机(6)，所述机座(1)下侧设有切换驱动机构(2)，且切换驱动机构(2)四周固定连接有数个伸缩式喷头(8)，且伸缩式喷头(8)下侧的喷口孔径大小不同，所述机座(1)右上侧设有插拔输送机构(7)；所述插拔输送机构(7)左侧固定连接有连接臂(4)，且连接臂(4)左侧设有排出驱动机构(5)，所述插拔输送机构(7)上侧入口与给料机(6)出口相连接，所述插拔输送机构(7)下侧出口与右侧的伸缩式喷头(8)上侧入口相连接；所述保温外壳(3)固定连接在机座(1)左侧外部，所述保温外壳(3)内侧底面开设有收集槽(9)。2.根据权利要求1所述的一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置，其特征在于：所述切换驱动机构(2)的具体结构包括电机一(21)、传动轴(22)和连接座(23)；所述电机一(21)固定连接在机座(1)下侧中央内部；所述传动轴(22)活动连接在机座(1)下侧中央内部，所述传动轴(22)上侧中心与电机一(21)下侧输出轴固定连接，所述传动轴(22)底部与连接座(23)顶部中央固定连接。3.根据权利要求2所述的一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置，其特征在于：所述电机一(21)为伺服电机或步进电机。4.根据权利要求1所述的一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置，其特征在于：所述排出驱动机构(5)的具体结构包括电机二(51)、连接轴(52)、固定座(53)、卡槽轴(54)和卡槽一(55)；所述电机二(51)固定连接在连接臂(4)左上侧；所述连接轴(52)活动连接在连接臂(4)左侧设置的竖向孔中，所述连接轴(52)上侧中心与电机二(51)下侧输出轴固定连接；所述固定座(53)顶部固定连接在连接臂(4)左下侧，所述固定座(53)内部活动连接有卡槽轴(54)；所述卡槽轴(54)顶部与连接轴(52)底部固定连接，所述卡槽轴(54)下侧中央开设有卡槽一(55)，且卡槽一(55)与左侧的伸缩式喷头(8)上侧相连。5.根据权利要求4所述的一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置，其特征在于：所述固定座(53)下侧台阶面上设有密封圈。6.根据权利要求1所述的一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置，其特征在于：所述插拔输送机构(7)的具体结构包括导槽(71)、油缸(72)、输送通孔(73)、卡槽二(74)、输送腔(75)、输送螺杆(76)、活动座(77)、导孔(78)、导管(79)、输入孔(710)、电机三(711)和连接孔(712)；所述导槽(71)呈竖向开设在机座(1)右上侧；所述活动座(77)左侧外部呈竖向活动连接在导槽(71)内部，所述活动座(77)左侧内部设有连接孔(712)，所述活动座(77)上侧中央内部设有导孔(78)，所述活动座(77)右下侧内部设有纵向的输送腔(75)；所述导管(79)下侧外部呈竖向活动连接在导孔(78)内部，所述导管(79)上侧入口与给
料机(6)右下侧出口相连接，所述导管(79)下侧出口朝向右侧；所述油缸(72)底部固定连接在导槽(71)左下侧，所述油缸(72)上侧活塞杆端部与连接孔(712)顶面固定连接；所述电机三(711)固定连接在活动座(77)右上侧顶部；所述输送腔(75)左上侧设有输入孔(710)，所述输送腔(75)底面四周开设有数个输送通孔(73)；所述输送螺杆(76)活动连接在输送腔(75)内部，所述输送螺杆(76)底面中央开设有卡槽二(74)，且卡槽二(74)与右侧的伸缩式喷头(8)上侧相连，所述输送螺杆(76)上侧中心与电机三(711)下侧输出轴固定连接。7.根据权利要求6所述的一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置，其特征在于：所述电机三(711)为伺服电机或步进电机。8.根据权利要求6所述的一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置，其特征在于：所述活动座(77)右下侧台阶面上设有密封垫。9.根据权利要求1所述的一种快速插拔结构的恒温出料3d打印喷头装置，其特征在于：所述伸缩式喷头(8)的具体结构包括保温壳体(81)、活动腔(82)、弹簧(83)、凸台(84)、活动壳体(85)、输出孔(86)、输出螺杆(87)、顶盖(88)、连通孔(89)、环形槽(810)和传动头(811)；所述保温壳体(81)中央内部设有竖向的活动腔(82)；所述活动壳体(85)外部呈竖向活动连接在活动腔(82)内部，所述活动壳体(85)中央外部设有凸台(84)，且凸台(84)底面与所述活动腔(82)内臂中央开设的内槽底面之间设有弹簧(83)；所述输出孔(86)呈竖向设在活动壳体(85)中央内部，所述输出孔(86)内部活动连接在输出螺杆(87)，所述输出孔(86)上侧开口处固定连接有顶盖(88)；所述传动头(811)下侧外部活动连接在顶盖(88)中心孔中，所述传动头(811)底部与输出螺杆(87)上侧中央固定连接；所述环形槽(810)开设在顶盖(88)上侧，所述环形槽(810)下侧四周开设有数个连通孔(89)，且连通孔(89)下侧开口均与输出孔(86)上侧相连通。

技术总结
本发明公开了一种快速插拔结构的恒温出料3D打印喷头装置，包括机座、切换驱动机构、保温外壳、连接臂、排出驱动机构、插拔输送机构、伸缩式喷头和收集槽；本发明中通过油缸的缩短使用活动座整体下移使其右下侧插入到对应的伸缩式喷头上侧内部，从而能够使卡槽二卡住传动头上侧进行动力的传递，也就确保了输送螺杆和输出螺杆能够同步旋转进行准确的打印材料的输送；本发明中设置的排出驱动机构，当活动座整体下移一段距离后也会使卡槽一卡住左侧的伸缩式喷头中的传动头，从而能够通过电机二带动左侧伸缩式喷头中的输出螺杆旋转将多余的打印材料排出到收集槽中进行收集，也就避免了多余的打印材料凝固在不使用的伸缩式喷头内部影响下次的使用。内部影响下次的使用。内部影响下次的使用。


技术研发人员：康徐红 李彬 顾燕 夏建平
受保护的技术使用者：南通理工学院
技术研发日：2022.02.18
技术公布日：2022/5/25