CN107507365B - 3d打印产品自动售卖机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D打印产品自动售卖机，包括：一壳体，所述壳体内设置有打印区、储物区及输送区；设置于壳体打印区的3D打印机，所述3D打印机工作台设置有传送机构，所述传送机构将打印纸传送至工作台且在打印完成后将产品及其打印纸传送至输送区；设置于壳体输送区的承接机构和移动机构，所述移动机构将承接机构往返运送至承接位置及传送位置，所述承接机构承接3D打印机传出的产品及其打印纸以及将其上的产品及其打印纸传送至储物区内；设置于壳体储物区的储物箱；以及设置于壳体侧面的操作屏。本发明在壳体内部设置3D打印机、输送装置及储物箱，将3D产品打印出来并存放至储物箱内，通过操作屏用户识别单元关联开启储物箱，便于用户打印。

Description

3D打印产品自动售卖机

技术领域

本发明涉及三维打印技术领域，特别是涉及一种3D打印产品售卖机。

背景技术

随着3D技术快速发展，预计到2020年全国的3D打印机市场规模将突破200亿美元，我国制造业大国的经验将为我国3D打印行业的发展积累充分的优势，其市场规模在全球所占的比重也将逐步增大，已成为了3D打印行业发展浪潮中最具有潜力的竞争者。

工业4.0是指利用物联信息系统将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化，最后达到快速、有效、个人化的产品供应。

以如今3D打印技术的火爆程度而言，让其实现互联网连接及智能化也是大势所趋，但就现实而言，虽说3D打印已经走过了二十几个年头了，但其离我们的日常生活仍是很远，3D打印仍是许多人可望而不可即的事物，究其原因还是人们对3D打印的了解和体验存在不足。

现在我们走在大街上随时都可见的自动贩卖机，已经融入了我们的生活，其涉及的领域也囊括了我们生活的许多方面：食品、饮料、化妆品、iPad......但3D打印产品却迟迟不见身影。对于一个如此火爆且有前景的产业来讲，却迟迟没有与大众见上面，委实有些遗憾。

由于3D打印机的成本较高，而且，就个人而言使用次数有限，如果用户要得到某一3D打印产品，一般将自己设计的3D设计文件储存在移动储存设备中，邮寄给商家代为打印，或是到具有3D打印机的打印店中进行打印，具有一定的局限性，打印不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印产品自动售卖机，可以放置在城区街道、商场或店铺中，以便用户打印3D产品。

本发明提供的3D打印产品自动售卖机，包括：一壳体，壳体内设置有打印区、储物区及处于打印区和储物区之间的输送区；至少一个设置于壳体打印区的3D打印机，3D打印机工作台上设置有传送机构，传送机构将打印纸传送至工作台且在打印完成后将产品及其打印纸传送至输送区；设置于壳体输送区的输送装置，输送装置包括承接机构和移动机构，移动机构将承接机构往返运送至承接位置及传送位置，承接机构承接3D打印机传出的产品及其打印纸以及将其上的产品及其打印纸传送至储物区内；至少一个设置于壳体储物区的储物箱，储物箱靠近输送区端设置有与承接机构关联的后门以向箱内传送产品及其打印纸，储物箱远离输送区端设置有前门以取出箱内产品及其打印纸；以及设置于壳体侧面的操作屏，操作屏设置有输入打印图纸的图纸单元，操作屏还设置有与前门关联的用户识别单元。

本发明还提供一种3D打印产品自动售卖机系统，包括如上述售卖机，配置服务器的服务平台，以及与服务平台关联的客户端(APP、PC端)，售卖机配置数据传输模块与服务平台通讯连接；服务平台用于进行图纸上传、图纸修改、图纸购买，显示各个售卖机的地理位置，将图纸进行建模后传送至该售卖机，将用户识别码及售卖机的存放信息等反馈至客户端；客户端用于客户登录服务平台，进行图纸上传、图纸修改或图纸购买，查看及选择某个地方的售卖机要打印；售卖机用于接收图纸，根据图纸进行打印，储藏打印产品，将产品打印状态反馈至服务平台，识别用户并开启储藏区。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的3D打印产品自动售卖机，在壳体内部设置3D打印机、输送装置及储物箱，将3D产品打印出来并存放至储物箱内，通过操作屏用户识别单元关联开启储物箱，便于用户打印。该售卖机可以放置在城区街道、商场或店铺中，配置服务平台用于管理图纸、售卖机，配置客户端用于客户登录服务平台进行图纸管理及选择售卖机打印。

附图说明

图1为本发明的实施例1侧视结构示意图；

图2为本发明的实施例1俯视结构示意图；

图3为本发明的实施例1正视结构示意图；

图4为本发明的打印机实施例侧视机构示意图；

图5为本发明的打印机实施例正视结构示意图；

图6为本发明的承接机构及裁剪机构实施例俯视结构示意图；

图7为本发明的承接机构及裁剪机构实施例侧视结构示意图；

图8为本发明的承接机构及裁剪机构实施例正视结构示意图；

图9为本发明的储物箱实施例俯视结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1-9所示，本实施例提供一种3D打印产品自动售卖机，包括：一壳体2，壳体2内设置有打印区1、储物区4及处于打印区1和储物区4之间的输送区3；至少一个设置于壳体打印区1的3D打印机5，壳体打印区1分隔成多个容置腔以容纳3D打印机5，3D打印机5工作台22上设置有传送机构，传送机构将打印纸11传送至工作台21且在打印完成后将产品及其打印纸传送至输送区3；设置于壳体输送区3的输送装置，输送装置包括承接机构7和移动机构，承接机构7包括基座701、承接传送带702，承接传送带702安装在基座701上，移动机构包括沿X方向运动的X轴移动组件10、沿Y方向运动的Y轴移动组件9、沿Z方向运动的Z轴移动组件8，定义输送区水平方向由打印区至储物区为Y方向，定义输送区水平方向由输送区一端至另一端为X方向，定义输送区竖直方向为Z方向，Y轴移动组件9安装在壳体输送区3底部上，Y轴移动组件9的光杆901上安装有沿Y方向运动的X轴移动组件10，X轴移动组件10的光杆101上安装有沿X方向运动的Z轴移动组件8，Z轴移动组件8的光杆801上安装有沿Z方向运动的基座701；至少一个设置于壳体储物区4的储物箱6，壳体储物区4分隔成多个置物腔形成储物箱6，储物箱靠近输送区端设置有与承接机构关联的后门34，储物箱远离输送区端设置有前门35；以及设置于壳体正面的操作屏3，操作屏3设置有输入打印图纸的图纸单元，操作屏3还设置有与前门35关联的识别单元。

在该售卖机中，3D打印机5的传送机构用于传送打印纸11及产品，使得3D打印机能够持续打印。

3D打印机5的传送机构包括设置于工作台21的两端的第一传动辊20和第二传动辊22，第二传动辊22处于工作台出口端(输出产品及其打印纸)，第一传动辊20上方设置有与其配合压制打印纸11的第一固定棍19，第二传动辊22上方设置有与其配合压制打印纸11的第二固定辊231(23)和第三固定辊232(23)。

第一传动辊20和第二传动辊22可分别配置传送步进电机或同时使用一个传送步进电机，传送步进电机的启停受送纸单元控制，参见图4。

第二固定辊231和第三固定辊232位于两侧压制打印纸两边角，其间间距为打印纸两边角之间的产品的输出过道，参见图5。

在该售卖机中，打印纸11采用连续式打印纸，以防止打印纸在传送时被卡，参见图2、图4。

3D打印机5内打印空间上方位置设置有储纸腔13和物料腔。物料腔内置有打印材料PLA线材26。储纸腔13出口位置至工作台入口端设置有的打印纸11的引导道，引导道两端分别设置第一引导辊14和第二引导辊18，第一引导辊14设置于储纸腔13出口处，第二引导辊18靠近第一传动辊20以承接打印纸，储纸腔13内的连续式打印纸11通过第一引导棍14、第二引导棍18引至工作台入口端，受第一传动辊20和第一固定辊19压制传入工作台22。

在引导道中可设置第三引导辊15修正打印纸11传送方向，防止打印纸11受刮碰。

在第一传动辊20、第二传动辊22与第一固定辊19、第二固定辊231、第三固定辊232的配合下，打印纸11被传送铺设在工作台上，打印纸11首次放置时通过人工调节，此后通过传送步进电机控制。传送步进电机控制送纸时，可参考打印纸与传动辊和固定辊的配合状况进行一定的盈余传送。

作为一选项，第一传动辊20、第二传动辊22为带齿滚筒，连续式打印纸两边角设置通孔，以增加打印纸传送精准度，参见图2。

作为另一选项，在连续式打印纸两边角设置通孔，打印纸边角通孔下方位置设置激光感应器，在传送步进电机完成传送后，通过激光感应器配合传送步进电机微移打印纸。

作为又一选项，在3D打印机出口位置设置光发射及接收器，在传送步进电机完成传送后，通过光发射及接收器确认产品完全移出。

在该售卖机中，3D打印机打印喷头受打印单元控制，结合图纸在工作台21的打印纸11上打印出产品。通过光杆24、丝杆16、X滑轨27及Y滑轨25配合运作，使用步进电机作为动力，实现打印喷头的上下左右运动。

作为一个选项，在打印喷头的水平滑轨(X滑轨及Y滑轨)与第二引导辊18之间设置一可伸缩的保护膜17，使得保护膜17随喷头上下伸缩，始终将引导道内打印纸与喷头工作空间隔离开来，起到一定的保护作用。

在该售卖机中，基座靠近打印区端安装有裁剪机构，以裁剪连续式打印纸。裁剪机构包括裁纸刀30、配置裁剪步进电机28的裁剪传送带29，裁纸刀30安装在裁剪传送带29上，裁剪传送带29传送裁纸刀30的方向与裁剪打印纸的方向相同。裁剪步进电机28受裁剪单元控制，裁剪步进电机28带动裁剪传送带29运动以使裁纸刀30做直线运动，达到裁断打印纸的目的。

在该售卖机中，承接传送带702配置有承接步进电机，承接步进电机受承接单元控制，承接传送带702的传送方向平行于传送机构的传送方向，以承接3D打印机传出的产品及其打印纸以及将其上的产品及其打印纸传送至储物区内。

在该售卖机中，X轴移动组件10、Y轴移动组件9、Z轴移动组件8均包括光杆(X轴光杆101、Y轴光杆901、Z轴光杆801)、设置于光杆两端的固定端、设置于光杆上的移动端及配置轴步进电机(X轴步进电机103、Y轴步进电机903、Z轴步进电机803)的轴传送带(X轴传送带102、Y轴传送带902、Z轴传送带802)，轴步进电机受移动单元控制，轴步进电机通过轴传送带带动移动端。X、Y、Z轴移动组件组成三维移动机构，承接机构基座设置在Z轴移动端上，实现在X、Y、Z方向上移动。移动机构将承接机构基座往返运送至靠近打印工作台出口端承接产品及其打印纸的位置，以及运送至靠近储物箱后门传送产品及其打印纸的位置。

在该售卖机中，基座靠近储物区端端面设置有探测感应器31，与探测感应器31配合的反馈感应器设置于两个相邻储物箱6之间。

其配合开启后门的方法为：基座靠近储物区端端面中部定义一中心轴A，两个探测感应器31分别位于中心轴的左右两侧，两个相邻储物箱6的后门34分别位于反馈感应器的左右两边，左侧的探测感应器与反馈感应器配合开启左边的后门，右侧的探测感应器与反馈感应器配合开启右边的后门，参见图8。

采用上述方法，可直接向承接机构7的承接位置或传送位置的左边或右边移动，减少迂回移动。当然在每个储物箱6上分别设置一反馈感应器，在基座701上设置一探测感应器31，在基座701与储物箱6正对时进行配合感应。

后门33配置有后步进电机32，该后步进电机32受存放单元控制，存放单元还控制探测感应器31及反馈感应器，以实现探测感应器31及反馈探测器配合开启后门33。当产品传送到储存箱6内后，再通过后步进电机32关上后门33。

在该售卖机中，承接机构7的基座701上安装有扫码器12，以扫描并记录该打印纸11的条码信息，该条码为产品标号。

在该售卖机中，操作显示屏幕(操作屏)3用于本地输入图纸并反馈用户识别码，用于查询打印状态，用于取货操作。其可为一个显示屏幕，也可分为两部分显示屏幕，一个为工作状态观察屏，另一个为取货显示屏。

在该售卖机中，储物箱6的前门35配置有前步进电机34，前步进电机34受识别单元控制，识别单元关联用户识别码及产品标号。当客户取产品时，在操作屏3上输入用户识别码或扫二维码，识别单元识别用户识别码以打开相应的前门35，客户即可取走储物箱6内产品。

该售卖机中，该售卖机内置有计算主机，计算主机内置售卖控制系统，售卖控制系统包括图纸单元、送纸单元、打印单元、承接单元、移动单元、存放单元、识别单元。

在工作时，先通过图纸单元输入图纸，此时生成关联的一图纸标号和一用户识别码；输入图纸后，通过打印单元控制打印机打印；打印完成后，通过送纸单元控制传送机构将产品及其打印纸传送出打印机，同时通过承接单元控制承接机构承接；传送机构传送完成后，承接机构与传送机构同时停止运动，通过裁剪单元控制裁剪机构裁剪打印纸，同时通过扫码器扫码获取与图纸标号关联的打印纸条码(产品标号)；裁剪完成后，通过移动单元控制移动机构将移动至储物箱传送位置，同时通过存放单元关联感应器开启后门；后门开启后，通过承接单元控制承接机构将产品及其打印纸传送至储物箱内；产品传送完成后，通过存放单元关闭后门，并生成与打印纸条码关联的储物箱标号；最后，识别单元识别用户识别码，关联相关费用支付操作后，开启储物箱前门，并在用户取走产品后关闭前门。

本实施例是通过扫码器扫码获取打印纸条码(产品标号)用于关联储物箱、打印图纸及用户。当然，也可以在输入打印图纸时就指定与打印图纸及用户关联的储物箱，待产品打印后输送至该储物箱，进而使得用户打印及取走相应产品。

实施例2

本实施例提供一种3D打印产品自动售卖机系统，包括如上述售卖机，配置服务器的服务平台，以及与服务平台关联的客户端(APP、PC端)，售卖机配置数据传输模块与服务平台通讯连接。

服务平台用于进行图纸上传、图纸修改、图纸购买，显示各个售卖机的地理位置，将图纸进行建模后传送至该售卖机，将用户识别码及售卖机的存放信息等反馈至客户端。

客户端用于客户登录服务平台，进行图纸上传、图纸修改或图纸购买，查看及选择某个地方的售卖机打印。

售卖机用于接收图纸，根据图纸进行打印，储藏打印产品，将产品打印状态反馈至服务平台，识别用户并开启储藏区。

其中，产品打印及售卖流程及模式如下：

101、综合考虑人群、人流、交通便捷性等方面，将一定量的售卖机分配投放置于城区街道、商场或店铺中。

102、客户通过客户端在互联网服务平台上进行图纸上传、图纸修改或图纸购买，再将处理好的图纸发送给服务平台，并选定售卖机位置；如该图纸是由服务平台提供或修改，则服务平台先对客户进行相应的收费，再将图纸进行建模后传送给该售卖机进行打印；如该图纸不是由服务平台提供或修改，则服务平台将图纸进行建模后传送给该售卖机进行打印。

103、该售卖机收到信息和命令后，控制3D打印机采用分层加工、叠加成型的方式来完成3D实体打印，并在打印完成后将产品传送到储物箱之中。

104、该售卖机将产品存放信息传回服务平台，服务平台再将存放信息发送给客户，客户凭存放信息(包括用户识别码)在该售卖机上通过输入信息或扫描二维码的方式取出产品。客户在提取产品时，如该产品尚未支付任何费用，则需先支付加工费才能取出产品。

作为一选项，客户图纸发送给服务平台时会产生一用户识别码；在产品存放好后，售卖机将产品存放信息传回服务平台，服务平台再将产品存放信息发送客户以提示客户取产品，客户凭用户识别码在该售卖机上通过输入信息或扫描二维码的方式取出产品。

本发明的售卖机可以放置在城区街道、商场或店铺中，被客户用于打印3D产品，可配置服务平台以管理图纸、售卖机，配置客户端用于客户登录服务平台进行图纸管理及选择售卖机打印3D产品。

应当理解，本发明上述实施例及实例，是出于说明目的而进行的描述，并非因此限制本发明的范围。本发明的范围由权利要求项定义，而不是由上述实施例及实例定义。

Claims (13)

1.一种3D打印产品自动售卖机，其特征在于，包括：

一壳体，所述壳体内设置有打印区、储物区及处于打印区和储物区之间的输送区；

至少一个设置于壳体打印区的3D打印机，所述3D打印机工作台上设置有传送机构，所述传送机构将打印纸传送至工作台且在打印完成后将产品及其打印纸传送至输送区；

设置于壳体输送区的输送装置，所述输送装置包括承接机构和移动机构，所述移动机构将承接机构往返运送至承接位置及传送位置，所述承接机构承接3D打印机传出的产品及其打印纸以及将其上的产品及其打印纸传送至储物区内；

至少一个设置于壳体储物区的储物箱，所述储物箱靠近输送区端设置有与承接机构关联的后门，所述储物箱远离输送区端设置有前门；以及

设置于壳体侧面的操作屏，所述操作屏设置有输入打印图纸的图纸单元，所述操作屏还设置有与前门关联的用户识别单元；

所述3D打印机传送机构包括设置于工作台两端的第一传动辊和第二传动辊，第二传动辊处于工作台出口端，第一传动辊上方设置有与其配合压制打印纸的第一固定辊，第二传动辊上方设置有与其配合压制打印纸的第二固定辊和第三固定辊；

所述3D打印机内设置有储纸腔，储纸腔出口位置至工作台入口端设置有打印纸的引导道；所述引导道两端分别设置第一引导辊和第二引导辊，第一引导辊设置于储纸腔出口处，第二引导辊靠近第一传动辊以承接打印纸，储纸腔内的连续式打印纸通过第一引导辊、第二引导辊引至工作台入口端，受第一传动辊和第一固定辊压制传入工作台；

在所述引导道中还设置第三引导辊修正打印纸传送方向；

第一传动辊、第二传动辊为带齿滚筒，打印纸两边角设置通孔，打印纸边角通孔下方位置设置激光感应器；

在打印喷头的水平滑轨与第二引导辊之间设置一可伸缩的保护膜，使得保护膜随喷头上下伸缩，始终将引导道内打印纸与喷头工作空间隔离开。

2.根据权利要求1所述3D打印产品自动售卖机，其特征在于，所述第一传动辊和第二传动辊配置有传送步进电机，传送步进电机的启停受传送打印纸单元控制。

3.根据权利要求2所述3D打印产品自动售卖机，其特征在于，所述第二固定辊和第三固定辊压制在打印纸两边角上。

4.根据权利要求1所述3D打印产品自动售卖机，其特征在于，所述承接机构包括基座、承接传送带，承接传送带安装在基座上。

5.根据权利要求4所述3D打印产品自动售卖机，其特征在于，所述承接传送带配置有承接步进电机，承接传送带的传送方向平行于传送机构的传送方向。

6.根据权利要求1或4所述3D打印产品自动售卖机，其特征在于，所述移动机构包括沿X方向运动的X轴移动组件、沿Y方向运动的Y轴移动组件、沿Z方向运动的Z轴移动组件，Y轴移动组件安装在壳体输送区上，Y轴移动组件光杆上安装有沿Y方向运动的X轴移动组件，X轴移动组件光杆上安装有沿X方向运动的Z轴移动组件，Z轴移动组件光杆上安装有沿Z方向运动的基座。

7.根据权利要求6所述3D打印产品自动售卖机，其特征在于，所述基座靠近打印区端安装有裁剪打印纸的裁剪机构，裁剪机构包括裁纸刀、配置裁剪步进电机的裁剪传送带，裁纸刀安装在裁剪传送带上，裁剪传送带传送裁纸刀的方向与裁剪打印纸的方向相同。

8.根据权利要求6所述3D打印产品自动售卖机，其特征在于，所述基座上安装有扫码器以扫描并记录该打印纸的条码信息。

9.根据权利要求6所述3D打印产品自动售卖机，其特征在于，所述基座靠近储物区端端面设置有探测感应器，与探测感应器配合的反馈感应器设置于两个相邻储物箱之间。

10.根据权利要求9所述3D打印产品自动售卖机，其特征在于，所述基座靠近储物区端端面中部定义一中心轴，两个探测感应器分别位于中心轴的左右两侧，两个相邻储物箱后门分别位于反馈感应器的左右两边，左侧的探测感应器与反馈感应器配合开启左边的后门，右侧的探测感应器与反馈感应器配合开启右边的后门。

11.根据权利要求6所述3D打印产品自动售卖机，其特征在于，所述基座靠近储物区端端面设置有一探测感应器，每个储物箱上分别设置一反馈感应器，探测感应器与反馈感应器在基座与储物箱正对时进行配合感应以开启后门。

12.根据权利要求1所述3D打印产品自动售卖机，其特征在于，所述储物箱前门配置有前步进电机，识别单元识别用户并控制前步进电机开启相应前门。

13.一种3D打印产品自动售卖机系统，包括：如权利要求1-12任一项所述3D打印产品自动售卖机，配置服务器的服务平台，以及与服务平台关联的客户端，所述售卖机配置数据传输模块与服务平台通讯连接；

服务平台用于进行图纸上传、图纸修改、图纸购买，显示各个售卖机的地理位置，将图纸进行建模后传送至该售卖机，将用户识别码及售卖机的存放信息反馈至客户端；

客户端用于客户登录服务平台，进行图纸上传、图纸修改或图纸购买，查看及选择某个地方的售卖机要打印；

售卖机用于接收图纸，根据图纸进行打印，储藏打印产品，将产品打印状态反馈至服务平台，识别用户并开启储藏区；

其打印及售卖流程如下：

101、将一定量的售卖机分配投放置于城区街道、商场或店铺中；

102、客户通过客户端在互联网服务平台上进行图纸上传、图纸修改或图纸购买，再将处理好的图纸发送给服务平台，并选定售卖机位置；若该图纸是由服务平台提供或修改，则服务平台先对客户进行相应的收费，再将图纸进行建模后传送给该售卖机进行打印；若该图纸不是由服务平台提供或修改，则服务平台将图纸进行建模后传送给该售卖机进行打印；

103、该售卖机收到信息和命令后，控制3D打印机采用分层加工、叠加成型的方式来完成3D实体打印，并在打印完成后将产品传送到储物箱之中；

104、该售卖机将产品存放信息传回服务平台，服务平台再将存放信息发送给客户，客户凭存放信息在该售卖机上通过输入信息或扫描二维码的方式取出产品；若该产品尚未支付任何费用，则需先支付加工费才能取出产品。

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