基于優化散熱的3d即時打印的位移曲線繪制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及測量技術領域，具體涉及基于優化散熱的3D即時打印的位移曲線繪制系統。
【背景技術】
[0002]目前，《機械設計基礎》等課程都含有凸輪機構，凸輪機構的重點內容和難點內容都包含凸輪位移曲線。教師口述難以把原理表達得清楚，學生繪圖時容易出錯。目前現有的技術只有凸輪機構的演示模型，較難理解凸輪形狀與從位移曲線之間的關系，曲線形成過程抽象，教學效果比較差。
[0003]現有技術中公開了“申請號:201320865424.5”，專利名稱為“幾何參數可變型凸輪運動位移曲線繪制儀”，該繪制儀器雖然能夠獲得凸輪的繪制曲線，但是學生無法得知繪制的精度，總之，現有的設備僅僅可以將符合繪制儀結構的凸輪進行位移曲線的繪制，無法得到凸輪的參數，如加速度、壓力角、偏心距等，對繪制的后續工作無法進行進一步的處理，使用不夠方便。
【實用新型內容】
[0004]為解決現有技術存在的不足，本實用新型公開了基于優化散熱的3D即時打印的位移曲線繪制系統，本實用新型不僅能夠達到隨著凸輪轉動其位移曲線可以同步繪制出來，而且可以實現驗證設計參數是否有誤差。
[0005]為實現上述目的，本實用新型的具體方案如下:
[0006]基于優化散熱的3D即時打印的位移曲線繪制系統，包括:上位機，所述上位機分別與測繪裝置及3D打印設備相連，所述測繪裝置包括調速電機，所述調速電機輸出軸分別與皮帶傳輸機構及待繪制曲線的設備的模型相連，待繪制曲線的設備的模型與水平方向繪制機構相連，皮帶傳輸機構與垂直方向繪制機構，垂直方向繪制機構與畫板相連，水平方向繪制機構與畫筆相連。
[0007]進一步的，所述畫筆前端裝有傳感器探頭，傳感器探頭采用光柵傳感器，光柵傳感器將檢測的信號傳輸至上位機。
[0008]進一步的，所述測繪裝置還包括底座，所述底座上設置有電機座，電機座上設有調速電機，所述底座上還設有底板，所述底板上設有水平方向繪制機構，所述水平方向繪制機構包括滾子，被測件凸輪通過滾子與直線軸承支架相連，所述直線軸承支架由支撐裝置支撐，支撐裝置包括兩個直線軸承滑桿，兩個直線軸承滑桿上分別設有各自對應的直線軸承滑塊，直線軸承支架與筆架相連所述筆架通過拉簧與畫筆相連。
[0009]進一步的，垂直方向繪制機構包括皮帶傳動機構，包括安裝在調速電機的輸出軸上的第一皮帶輪，第一皮帶輪通過皮帶與第二皮帶輪相連，所述第二皮帶輪與傳動軸相連，傳動軸通過相嚙合的第一錐齒輪及第二錐齒輪相連，第二錐齒輪通過同軸的第一齒輪和第二齒輪與上滾筒相連。
[0010]進一步的，所述上滾筒通過轉動軸連接在畫板架上，畫板架通過螺栓連接在底座上。上滾筒與下滾筒相連，上滾筒與下滾筒之間設有畫板。
[0011 ]進一步的，所述3D打印設備采用優化的散熱組件。
[0012]進一步的，所述優化的散熱組件設置在3D打印機的噴頭內部且包裹在噴出融化材料的導管的外部，用于對融化材料進行有效散熱。
[0013]進一步的，所述優化的散熱組件包括散熱組件本體，在散熱組件本體上設置有直肋，直肋肋片間隔交叉開孔，散熱組件本體一端設有在滾動軸承連接處，滾動軸承設置在滾動軸承連接處的位置，滾動軸承內圈通過焊接的方式與散熱件相連，外圈通過焊接的方式與噴頭相連，具體為與噴頭內部剩余原螺紋連接金屬部分相連。
[0014]進一步的，所述噴頭內還設有散熱風扇，用于交錯吹風使散熱件轉動。
[0015]進一步的，基于優化散熱的3D即時打印的位移曲線繪制方法，包括以下步驟:
[0016]步驟一:在上位機中將待繪制曲線的設備的模型進行生成；
[0017]步驟二:將生成的模型傳輸至3D打印設備并進行3D打印制作；
[0018]步驟三:將打印好的待繪制曲線的設備的模型放入測繪裝置，啟動調速電機，調速電機帶動水平方向繪制機構及垂直方向繪制機構動作，垂直方向繪制機構帶動畫板垂直運動，水平方向繪制機構帶動畫板水平運動，畫筆在畫板上畫出待繪制曲線的設備的模型的位移曲線；
[0019]步驟四:畫筆通過傳感設備將模型的位移曲線傳輸至上位機，在上位機中將實時監測的模型的位移曲線與模型生成時設定的參數進行誤差對比。
[0020]本實用新型的有益效果:
[0021]1、將凸輪的設計、制作和測繪這三個步驟巧妙的結合在一起，與目前存在的測繪儀器有很大的不同，創新了一種更有效的實驗教學模式，填補了目前教學實驗儀器市場上的空白。
[0022]2、凸輪測繪儀器部分，可以通過改變中心距、更換凸輪輪廓這兩種方式，快速便捷的調整凸輪的幾何參數。通過測繪，獲取凸輪相關參數，可以反向驗證是否與自主設計時的設定參數相吻合。
[0023]3、凸輪制作設備部分，采用了更加優化的散熱組件，相較現有的打印機散熱片形式，采取直肋的形式，在表面積一定的條件下，獲取更大的換熱面積。散熱片上下連接處通過轉子實現轉動，肋片采用間隔交叉開孔的方式，并借助風扇相向交錯吹風，以形成空氣流場增強散熱。這種優化散熱的方式可以使打印機高效制作需要的凸輪，并節省了因噴頭堵塞造成的材料浪費。
[0024]4、信號輸出部分，借助光柵采集運動路徑將圖像導入電腦。方便直觀，可以有效地進行凸輪壓力角、加速度、位移等誤差的對比，學生能深入了解凸輪結構與運動的規律。
【附圖說明】
[0025]圖1本實用新型的測繪裝置的正視圖；
[0026]圖2本實用新型的測繪裝置的俯視圖；
[0027]圖3本實用新型的測繪裝置的左視圖；
[0028]圖4本實用新型的優化散熱組件的正視圖；
[0029]圖5本實用新型的優化散熱組件的俯視圖；
[0030]圖6本實用新型的優化散熱組件的左視圖；
[0031]圖中，1、被測件凸輪，2、第一皮帶輪，3、皮帶，4、第一齒輪，5、第二皮帶輪，6、上滾筒，7、畫板，8、下滾筒，9、筆架，10、直線軸承滑桿，11、直線軸承滑塊，12、底座，13、第二齒輪，14、調速電機，15、第一錐齒輪，16、第二錐齒輪，17、畫筆，18、拉簧，19、位移傳感器的桿，20位移傳感器的箱體，1-1、孔，1-2、直肋，I _3、散熱件滾動軸承連接處。
【具體實施方式】
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[0032]下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明:
[0033]實施例子中，測繪裝置可以測繪多種構件，以凸輪為例進行說明；測繪部分可以驗證設計部分的參數，這是與現存測繪裝置的一大不同；將即時設計制作、測繪、反向驗證巧妙結合，也是一大特點。
[0034]本申請給出一種可以同步繪制出不同型號凸輪位移曲線來讓學生更直觀的理解，能夠達到隨著凸輪轉動其位移曲線可以同步繪制出來。本研究構想能夠設-H套可以讓學生自主設計凸輪并進行制作的模塊，讓學生在設計過程中進一步了解凸輪的各項性能，設計出的凸輪可以進行同步曲線測繪并來驗證設計參數是否有誤差。
[0035]本裝置可分為設計模塊、制作模塊、測繪模塊和信號輸出四個模塊，學生可以通過電腦軟件自主設計凸輪結構，在3D打印模塊上即時制作出來，然后將凸輪實物放到測繪模塊上進行同步繪圖，將繪制曲線及數據顯示在電腦上，便于學生們數據分析及驗證。
[0036]儀器工作過程:凸輪自主設計—3D即時打印—位移曲線同步測繪—光柵信號采集輸出。
[0037]在凸輪自主設計過程中，學生可以通過計算機輔助設計(CAD)或計算機動畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區”成逐層的截面，從而指導打印機逐層打印。在設計中，學生可以對凸輪的各項知識有一個具體的了解，實現了對知識的整體把握。
[0038]在3D即時打印過程中，為防止打印機噴嘴因溫度過高而導致堵塞，采用一種新型噴頭，可以優化噴頭的散熱。3D打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用長條狀材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以堆積方式粘合起來從而制造出一個實體。學生可以很直觀的觀察3D打印機制作凸輪的過程，對凸輪的各項結構也有很直觀的了解。
[0039]即時打印部分，創新了一種新的噴頭喉管處的散熱件，采取直肋交叉打孔的方式，一排肋開三個孔，與之緊挨的兩個肋開兩個孔，并在