[发明专利]基于极坐标系与笛卡尔坐标系的混合式4D打印系统

说明书

基于极坐标系与笛卡尔坐标系的混合式4D打印系统，基座上设有圆柱导轨和滚珠丝杠；连接件与滚珠丝杠连接处设有滚珠丝杠座；连接件与连接块之间设有两根圆柱导轨b和一根滚珠丝杠b，喷嘴座套设在圆柱导轨b和滚珠丝杠b上；喷嘴下方为可旋转平台；可旋转平台与移动滑块相连；滚珠丝杠a下端与伺服电机a相连接，经过伺服电机a驱动可使旋转平台沿滚珠丝杠a移动；滚珠丝杠b与伺服电机b相连接；滚珠丝杠c与伺服电机c相连接；滑块座平台上底部设有伺服电机d，伺服电机d驱动可旋转平台转动；在伺服电机a、伺服电机b、伺服电机c及伺服电机d的共同驱动下，被打印件在可旋转平台上打印；具有精密程度高、应用范围广、打印能力强的特点。

技术领域

本发明属于3D打印机技术领域，具有涉及基于极坐标系与笛卡尔坐标系的混合式4D打印系统。

背景技术

目前传统的基于笛卡尔坐标系的3D打印系统的工作结构大多为三维空间中的正交型结构，同时现下较为新型的打印系统还有基于极坐标系的3D打印系统，其工作结构大多为龙门式或者悬臂梁式的打印结构，但两者各优缺点，单一的打印方式限制了打印系统的打印精度与效率。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供基于极坐标系与笛卡尔坐标系的混合式4D打印系统，该打印系统对基于笛卡尔坐标系的打印系统的基础上融入了基于极坐标系的打印结构，构成了具有4D打印能力的新型3D打印系统；本发明中的喷嘴可以沿Z轴方向进行竖直上下移动，也能沿X轴方向进行水平左右移动，同时放置被打印件的可绕Z轴旋转的平台也可以沿Y轴方向进行水平前后运动，此时同时构成了传统3D打印机(沿X、Y、Z轴移动的自由度)与基于极坐标的3D打印机(沿X、Z的移动与绕Y轴的转动)；即该系统是基于极坐标系与笛卡尔坐标系的混合式4D打印系统，该系统具有三维空间中的4个自由度，3个移动自由度和1个转动自由度，比基于极坐标系的打印3D系统以及基于笛卡尔坐标系的3D打印系统都要多1个自由度，比极坐标系多的是移动自由度、比笛卡尔坐标系多的是转动自由度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于极坐标系与笛卡尔坐标系的混合式4D打印系统，包括有基座，基座的顶面一侧设有圆柱导轨a和滚珠丝杠a，基座顶面的另一侧设有分别与圆柱导轨a和滚珠丝杠a相对应的圆柱导轨d和滚珠丝杠d；连接件的两端分别套设在圆柱导轨a和滚珠丝杠a上；连接件与滚珠丝杠a连接处设有滚珠丝杠座a；圆柱导轨a和滚珠丝杠a顶端设有轴承座a；圆柱导轨d和滚珠丝杠d上套接有与连接件结构相同的连接块；连接件与连接块之间设有两根圆柱导轨b和一根滚珠丝杠b，两根圆柱导轨b分设在滚珠丝杠b的两侧，喷嘴座套设在两根圆柱导轨b和一根滚珠丝杠b上；喷嘴座与滚珠丝杠b的连接处设有滚珠丝杠座b；喷嘴座底部设有喷嘴；喷嘴正下方设有可旋转平台；可旋转平台设在滑块座平台上；滑块座平台底部与移动滑块相连；移动滑块套接在一根滚珠丝杠c和两根圆柱导轨c上；两根圆柱导轨c的两端和滚珠丝杠c的两端分别与两个轴承座b连接；移动滑块与滚珠丝杠c的连接处设有滚珠丝杠座c；滚珠丝杠a下端与伺服电机a相连接；滚珠丝杠b与伺服电机b相连接；滚珠丝杠c与伺服电机c相连接；滑块座平台上底部设有伺服电机d，伺服电机d驱动可旋转平台转动。

所述的移动滑块两侧分别通过一连接板与可旋转平台相连；两块连接板分别穿过基座顶面设置的两条结构相同的让位槽，可在让位槽内移动。

所述的圆柱导轨d和圆柱导轨e顶端设有连接板二；

所述的可旋转平台与滑块座平台间通过伺服电机d相连接，伺服电机d固定在滑块座平台上，可旋转平台的中心轴与伺服电机d转子轴重合，固定于伺服电机d的转子上。

所述的滑块座平台底部与移动滑块的上部直接通过螺钉固定连接。

本发明的有益效果是：

本发明的基于极坐标系与笛卡尔坐标系的混合式4D打印系统，区别于其它的3D打印系统的主要特点在于：