利用3D打印機的輸出系統及其控制方法與流程

本發明涉及一種利用3D打印機(3 dimentional printer)的輸出系統(output system)及其方法，更詳細地涉及一種利用3D打印機的輸出系統及其方法，所述3D打印機可以移動且通過相互協力進行輸出。

背景技術：

在現有3D打印機技術執行大規模制造工程時，存在依次地輸出而組裝各個部件或者需要構筑巨大的3D打印機系統的問題。因為這樣的問題，建造建筑物時，需要將現有3D打印機設置得比建造物更大，因此輸出大規模建造物時會有困難。

現有的建設需要直接設置運營建設裝備，因此具有以下問題：根據進入困難的地方或者場所具有限制性。換句話說，需要在山上建造建造物時，如果既沒有路又很難筑路，建造建造物則是很困難的。

舉另一個例子，在樹上建造一個小鳥窩時，在建造鳥窩的位置上驅動3D打印機是非常困難的。

技術實現要素：

本發明是為了克服上述的現有問題，本發明的目的在于提供一種利用3D打印機的輸出系統及其方法，其可以移動，以便在任何地方都可以輸出大型的輸出物。

作為根據本發明的利用3D打印機的輸出系統的一個例子，本發明一種利用3D打印機的輸出系統，包括

3D打印機，其用于3D打印；

移動裝置，其與3D打印機固定連接。

本發明一種利用3D打印機的輸出系統，包括控制模塊，所述控制模塊接收對于各種3D打印機的數據、以及對于要輸出的對象物的信息數據，作業中進行對各個3D打印機的任務調整，向各個3D打印機下達任務指示命令，并從3D打印機得到對作業狀態的報告，所述3D打印機可以通過移動裝置進行移動，且多個所述3D打印機通過所述控制模塊的命令和調整實行分工合作作業。

根據本發明的3D打印機可以采用FDM(Fused Deposition Modeling；壓出疊層方 式)方式。

根據本發明的3D打印機包括移動裝置，移動裝置為公知的飛行裝置或者地面移動裝置。

作為根據本發明的利用3D打印機的輸出方法的一個例子。

包括以下步驟：在控制模塊根據作業物的形態，算定需要的3D打印機個數并使3D打印機準備，且分配各個3D打印機的任務并向各個3D打印機傳送，根據各個任務向各個3D打印機填充所需材料的步驟；將各個3D打印機利用移動裝置放置在所需的位置，并使其運行的步驟；各個3D打印機相互通信，將作業情況報告于控制模塊，控制模塊將作業情況采集后再調整各個3D打印機的任務的步驟；以及各個3D打印機輸出立體物,并組裝的步驟。

根據本發明的利用3D打印機的輸出系統及其方法，其具有如下效果:第一，3D打印機不受場所限制可以任意移動；第二，3D打印機采用FDM(Fused Deposition Modeling；壓出疊層方式)方式從而可以融合多種材料以及無限制地輸出；第三，控制模塊同時控制多個3D打印機并下達命令，從而可能達到更為高效的生產。

下面結合附圖對本發明的利用3D打印機的輸出系統及其控制方法作進一步說明。

附圖說明

圖1是根據本發明的利用3D打印機的輸出系統及其方法的軸測圖；

圖2是根據本發明的利用3D打印機的輸出系統及其方法的另一軸測圖；

圖3是圖1中的噴頭的零件圖；

圖4是圖3中A處的局部放大圖；

圖5是圖3中B處的局部放大圖；

圖6是圖1中電機結構的示意圖；

圖7是圖1中電機另一結構的示意圖；

圖8是圖1中電機另一結構的示意圖；

圖9是圖1中電機另一結構的示意圖；

圖10是圖1中殼體的剖視圖；

圖11是圖10中殼體的俯視圖；

圖12是圖1中殼體的剖視圖；

圖13是圖12中殼體的俯視圖；

圖14是根據本發明的利用3D打印機的輸出系統及其方法的構成圖。

附圖標記說明：

10：控制模塊 20：3D打印機 30：建造物

21：噴頭 211：第一噴頭 212：第二噴頭

213：第三噴頭 214：第四噴頭 22：棘輪

221：內圈 222：外圈 51：上管

52：軟管 53：下管 54：上連接桿

55：下連接桿 56：螺桿 30：建造物

40：無人機 41：殼體 42：云臺

43：攝像頭 44：X軸導軌 45：Y軸導軌

46：電機 29：材料輸送管 47：輸出軸

48：磁感線圈。

具體實施方式

實施例1

參照圖14，圖示了一種利用3D打印機的輸出系統。

控制模塊10，接收對各種3D打印機20的數據以及對于要輸出的對象物的信息數據的輸入。

3D打印機可以融合多樣的材料且無形態限制地輸出，可以是FDM (Fused DepositionModeling；壓出疊層方式)方式，通過將多種材料疊層可以混合多種材料進行使用。如果輸出的材料是石頭和木頭，輸出可作為中間粘貼成分的素材，進行粘貼結合，或者可以造出結合結構進行結合。由于能夠輸出多樣的材料和形態，所以也能夠活用多樣的材料。

根據本發明的3D打印機20不是一臺而是多個共同參與從而可以輸出一種輸出物。各個3D打印機20獨立運行，此外通過網絡相互交換信息。通過這樣的信息交換，從控制模塊10得到對要進行的作業的分配從而執行其任務。就此時的信息而言，在初期通過控制模塊10接受，之后各3D打印機20相互通信從而從控制模塊分配到任務。

更具體地說，控制模塊10的數據指示初期的任務分擔，目標輸出物例如是建筑物的情況下，根據各建筑要素設定3D打印機的最多個數，判斷是否可以在作業中增加3D 打印機20，這樣的判斷，通過3D打印機20間的相互通信最終確定任務。此時3D打印機20的任務可以根據建筑的時間點而發生改變，且任務數據復制于3D打印機20。3D打印機20的相應任務分擔完成后，各個相應的3D打印機20便可以執行其任務。在這里若感知到特定3D打印機20有故障，將重新做任務分擔。

根據本發明的3D打印機20具有可以自行發電的形態。包括一些像利用太陽光充電等自行發電功能和利用通過太陽光的熱能實現融化3D打印機20材料的功能等。此外，作為可以飛行的結構以無人機(drone)形態(有4個翅膀的形態)構成，或者可以搭載于飛行物體。此外，可以搭載于公知的無線調整移動裝置或包括這樣的裝置以便可以在地面上移動。更加地，還包括可以拿起材料的夾具裝置(pick-up device)(是公知技術)從而能夠舉起附加材料。此外，各個3D打印機20還內置用于判斷位置的GPS、陀螺加速儀(Gyro-Scope&Accelerometer(Compass))以及無線通信WIFI，藍牙(Bluetooth)或者移動芯片(mobilechip)從而可以進行近距離及遠距離通信以及遠距調整。此外，還內置圖像傳感器，從而解讀物體及確定現在的狀態，并將正確的建設位置及進展狀態傳到控制模塊10進行解讀。根據本發明的3D打印機20基本包括：3D打印機噴嘴、噴嘴儲藏空間、充電電池、翼、距離及物體感知傳感器。

通過如上所述的構成，對根據本發明的利用3D打印機的輸出系統的操作實施例，以建造物30作為例子進行說明。

在控制模塊10中根據建筑物30的形態，算定所需的3D打印機20的個數使其準備3D打印機20。進行各個3D打印機20的任務分擔并向各個3D打印機20傳送。根據各個任務向3D打印機20填充材料。

接著，使各個3D打印機20設置在所需的位置并運行。如果所需的位置是在樹上面或二層，可以利用飛行裝置將其位于所需位置。

各個3D打印機20相互通信，并將作業完成情況、故障情況等報告于控制模塊10，控制模塊10將其綜合，從而可以再調整各個3D打印機20的任務。

各個3D打印機20輸出立體物體，并由作業者組裝。

實施例2

如圖1和圖2所示，一種利用3D打印機的輸出系統，包括

3D打印機20，其用于3D打印；

移動裝置，其與3D打印機20固定連接。

所述移動裝置為無人機40，所述無人機40包括殼體41、云臺42、攝像頭43，所述3D打印機20設有噴頭21，所述云臺42下側設有所述噴頭21。

根據本發明的利用3D打印機的輸出系統及其方法，其具有如下效果:第一，3D打印機不受場所限制可以任意移動；第二，3D打印機采用FDM(Fused Deposition Modeling；壓出疊層方式)方式從而可以融合多種材料以及無限制地輸出；第三，控制模塊同時控制多個3D打印機并下達命令，從而可能達到更為高效的生產。

本發明的殼體41還包括X軸導軌44和Y軸導軌45，所述Y軸導軌45設置在云臺42的下表面，所述X軸導軌44沿Y軸導軌45移動，所述噴頭21沿X軸導軌44移動。

所述噴頭21包括第一噴頭211、第二噴頭212、第三噴頭213、第四噴頭214，其中第一噴頭211的端部、第二噴頭212的端部通過一個X軸導軌44沿X軸移動，其中第三噴頭213的端部、第四噴頭214的端部通過另一個X軸導軌44沿X軸移動。所述一個X軸導軌44和另一個X軸導軌44通過Y軸導軌45沿Y軸移動。

本發明采用上述結構的噴頭21，能夠合理地實現多點同時進行3D打印，提高3D打印的效率。并且上述結構的噴頭21還可作為所述無人機40的支架。

如圖3、4所示，所述噴頭21包括上管51、軟管52、下管53，所述上管51和下管之間通過軟管52連接，所述上管51和下管53之間設有棘輪22，所述棘輪22包括外圈222和內圈221，所述外圈222通過上連接桿54與上管51固定，所述內圈221通過下連接桿55與下管53固定。

如圖5所示，所述下管53的下端設有螺桿56，所述螺桿56可有助于攪拌加熱后的流體的材料，并且加快所述材料的噴出速度。

(圖中未示出)所述下管53的長度大于無人機40的寬度的一半。所述棘輪22限定所述下管53只能從正下方向朝遠離無人機40的中心方向旋轉。

這樣，所述下管53就能在遇到危險而墜機時，通過棘輪22限制下管53不能朝無人機40的中心方向旋轉，實現了利用下管53支撐所述無人機40的效果。

如圖6-9所示，所述無人機40還包括電機46，所述電機46用于驅動無人機40的旋翼，所述3D打印機20還包括材料輸送管29，所述材料輸送管29端部與噴頭21連接，材料輸送管29包裹在所述電機46的外側。

參見圖6，所述材料輸送管29螺旋狀環繞在所述電機46的外圓周面。

當然，本發明的材料輸送管29的一種變形還可為：

參見圖7，所述材料輸送管29設有加熱帶，所述加熱帶包裹在所述電機46的外圓周 面。

當然，本發明的材料輸送管29的另一種變形還可為：

參見圖8，所述材料輸送管29以S形環繞在所述電機46的外圓周面。

當然，本發明的材料輸送管29的另一種變形還可為：

參見圖9，所述材料輸送管29設有至少三個并聯帶，所述至少三個并聯袋環繞在所述電機46的外圓周面。

本發明通過材料輸送管29包裹在所述電機46的外圓周，從而利用電機46的發熱而加熱材料輸送管29上的流體，特別是塑料流體，從而將在無人機40快速移動時，利用電機46在大功率工作下產生的熱量，進一步加熱塑料流體，從而使無人機40在快速移動時，噴出更多的塑料流體，達到噴灑均勻的效果。

本發明利用3D打印機的輸出系統，還包括

加速度感應模塊，其用于檢測所述無人機40的加速度；

控制模塊10，所述控制模塊10用于控制所述3D打印機20的功率。

本發明利用3D打印機的輸出系統的控制方法，包括如下步驟：

加速度感應模塊測量所述無人機40的加速度；控制模塊10預設所述加速度的上限閾值；當加速度感應模塊感測到所述加速度超過上限閾值時，所述控制模塊10增加所述3D打印機20的功率。

本發明采用上述方法可在無人機40遇到危險而要墜機時，加大3D打印機的功率從而噴出更多的塑料，以至保護無人機40免遭摔毀。

并且，當加速度感應模塊感測到所述加速度超過上限閾值時還包括如下步驟：所述控制模塊10控制所述噴頭21的下管53朝重力方向彎曲。其中，所述上限閾值為0.8G。

本發明采用上述方式可更加準確地向重力方向噴出塑料，從而進一步地保護無人機40免遭摔毀。

如圖10-13所示，所述無人機40還包括電機46的輸出軸47、磁感線圈48，輸出軸47的上部設有永磁鐵，所述永磁鐵外環繞有多個磁感線圈48，所述永磁鐵的磁感線方向為水平方向，所述磁感線圈48為橢圓形，所述橢圓形的磁感線圈48的長軸方向與所述輸出軸47的軸線方向平行，所述橢圓形的磁感線圈48的短軸方向與所述輸出軸47的圓周面相切。

優選地，所述磁感線圈48的底端與所述殼體41鉸鏈連接，所述控制模塊10可控制磁感線圈48的立起和倒下。

本發明利用控制模塊控制所述磁感線圈的立起和倒下，從而在磁感線圈立起時利用電磁感應對輸出軸47產生制動效果，并發電。

所述3D打印機20設有容量傳感器，所述容量傳感器用于檢測所述3D打印機20的材料容量，當3D打印機20的材料容量不足時，容量傳感器向所述控制模塊10發出容量報警信號，所述控制模塊根據容量報警信號控制所述無人機40行使到補充材料處。

本發明通過容量傳感器可自動控制無人機到至補充材料處，從而補充材料。

當然，本發明的移動裝置的另一種結構還可為：

所述移動裝置為機械臂，所述機械臂通過絲杠結構控制所述3D打印機20的位置。

在此說明的僅是用于實施根據本發明的利用3D打印機的輸出系統及其方法的一個實施例，本發明不限制于此實施例，并且如以下的權利要求的范圍所要求，本發明的技術性精神覆蓋不脫離本發明的要旨的情況下只要是該發明所屬的技術領域中具有一般知識的人都可以實施多樣變更的范圍為止。