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专利号: 2019102988583
申请人: 徐州工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 其他类不包含的食品或食料;及其处理
更新日期:2025-03-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多功能食品3D打印机,其特征在于:包括外框架(1)、热床结构(2)和螺旋搅拌器式喷头机构(3);

所述外框架(1)上安装有Z轴导向运动机构、X轴导向运动机构和Y轴导向运动机构;

所述Z轴导向运动机构上安装所述热床结构(2);

所述Y轴导向运动机构上安装所述X轴导向运动机构;

所述X轴导向运动机构上安装所述螺旋搅拌器式喷头机构(3);

所述外框架(1)一侧还安装有储料输送机构,储料输送机构输出端通过软管连接至螺旋搅拌器式喷头机构(3)。

2.根据权利要求1所述的多功能食品3D打印机,其特征在于:所述外框架(1)包括由4个X轴型材(1-4)、4个Y轴型材(1-12)、4个Z轴型材(1-10)组成的立体方框结构;

所述Z轴导向运动机构包括两个相对称布置的Z轴丝杠(1-18),Z轴丝杠(1-18)的上下端转动安装有Z轴轴承座(1-14),上下侧的Z轴轴承座(1-14)分别固定在上下侧的Y轴型材(1-12)上,两个Z轴丝杠(1-18)之间通过Z轴同步带连接;所述外框架(1)上固定安装有Z轴步进电机(1-13),Z轴步进电机(1-13)输出端的Z轴同步带轮(1-15)与一个Z轴丝杠(1-18)之间通过Z轴传动带(1-16)连接;所述Z轴丝杠(1-18)前后侧分别设有一个与Z轴丝杠(1-

18)平行的Z轴大光杠(1-19),Z轴大光杠(1-19)的上下端分别固定连接有Z轴固定座(1-

17),上下侧的Z轴固定座(1-17)对应固定在上下侧的Y轴型材(1-12)上。

3.根据权利要求1所述的多功能食品3D打印机,其特征在于:所述热床结构(2)安装在Z轴导向运动机构中的Z轴丝杠(1-18)和Z轴大光杠(1-19)上;

所述热床结构(2)包括由2个前后型材(2-4)、2个丝杠螺母安装板(2-2)组成的方框结构,和一个热床(2-6);所述前后型材(2-4)与丝杠螺母安装板(2-2)之间通过螺栓Ⅰ(2-3)固定连接;所述丝杠螺母安装板(2-2)中部通过螺栓Ⅱ(2-5)安装有丝杠螺母(2-7),丝杠螺母(2-7)与所述Z轴丝杠(1-18)配合连接;丝杠螺母安装板(2-2)两端分别通过螺栓Ⅲ(2-8)安装有直线轴承Ⅰ(2-9),直线轴承Ⅰ(2-9)与所述Z轴大光杠(1-19)配合连接;

所述前后型材(2-4)的两端分别安装有角铁Ⅰ(2-1),两个前后型材(2-4)的两端分别搭设一个左右型材(2-13),角铁Ⅰ(2-1)抵在左右型材(2-13)的外侧;

所述热床(2-6)放置在两个左右型材(2-13)之间,热床(2-6)的下端固定有支撑板(2-

10);所述支撑板(2-10)上开设有通孔,螺栓Ⅳ(2-12)从支撑板(2-10)通孔下端穿入,螺栓Ⅳ(2-12)上端通过螺纹连接安装在前后型材(2-4)下;所述螺栓Ⅳ(2-12)上套装有压缩弹簧Ⅰ(2-11),压缩弹簧Ⅰ(2-11)的上下端抵在前后型材(2-4)、支撑板(2-10)之间。

4.根据权利要求3所述的多功能食品3D打印机,其特征在于:所述热床(2-6)连接有制冷器。

5.根据权利要求1所述的多功能食品3D打印机,其特征在于:所述外框架(1)包括由4个X轴型材(1-4)、4个Y轴型材(1-12)、4个Z轴型材(1-10)组成的立体方框结构;

所述Y轴导向运动机构包括两个对称的沿X轴布置的同步转抽(1-25),同步转抽(1-25)两端转动连接有X轴固定座(1-20),X轴固定座(1-20)固定安装在上侧的Y轴型材(1-12)的端部;在所述同步转抽(1-25)的端部固定安装有中间同步带轮(1-22),相对的中间同步带轮(1-22)之间通过Y轴同步带(1-23)连接;所述外框架(1)上固定安装有Y轴步进电机,Y轴步进电机输出端与一个同步转抽(1-25)之间通过Y轴传动带连接;

所述Y轴导向运动机构还包括两个对称的沿Y轴布置的Y轴导轨(1-24),Y轴导轨(1-24)两端固定连接有Y轴固定座(1-21),Y轴固定座(1-21)固定安装在上侧的Y轴型材(1-12)的端部;Y轴导轨(1-24)位于Y轴同步带(1-23)的上侧,Y轴导轨(1-24)与Y轴同步带(1-23)平行。

6.根据权利要求5所述的多功能食品3D打印机,其特征在于:所述X轴导向运动机构包括滑动安装在Y轴导轨(1-24)上的X轴导轨座(1-26);所述X轴导轨座(1-26)下端与所述Y轴同步带(1-23)连接;两个X轴导轨座(1-26)之间固定连接有一对X轴导轨(1-27),X轴导轨座(1-26)中部安装有X轴带轮,两个X轴带轮之间安装有一条X轴同步带(1-28);所述外框架(1)上固定安装有X轴步进电机,X轴步进电机输出端与一个X轴带轮之间通过X轴传动带连接。

7.根据权利要求6所述的多功能食品3D打印机,其特征在于:所述螺旋搅拌器式喷头机构(3)包括喷头机构固定架(3-10);所述喷头机构固定架(3-10)两侧固定有直线轴承Ⅱ(3-

9),直线轴承Ⅱ(3-9)对应配合安装在所述X轴导轨(1-27)上,喷头机构固定架(3-10)与所述X轴同步带(1-28)连接;

所述喷头机构固定架(3-10)中部固定安装有搅拌槽(3-2),搅拌槽(3-2)下端连接有喷嘴(3-1),搅拌槽(3-2)中配合放置有搅拌器(3-11);所述搅拌器(3-11)上端连接有搅拌步进电机(3-14)。

8.根据权利要求7所述的多功能食品3D打印机,其特征在于:所述喷头机构固定架(3-

10)中部开有安装通孔,喷头机构固定架(3-10)下方通过螺栓Ⅵ(3-3)、螺母Ⅵ(3-4)固定连接有两个夹板(3-7);所述夹板(3-7)通过螺栓Ⅶ(3-5)、螺母Ⅶ(3-6)相对接,两个夹板(3-

7)之间开有夹孔;所述搅拌槽(3-2)呈圆柱筒形,搅拌槽(3-2)上端呈锥形,搅拌槽(3-2)下端夹在两个夹板(3-7)之间,搅拌槽(3-2)上端放置在喷头机构固定架(3-10)中部的安装通孔中;

所述搅拌槽(3-2)圆柱表面设有散热格栅,搅拌槽(3-2)一侧固定连接有风扇(3-8);风扇(3-8)两侧设有与搅拌槽(3-2)同轴心配合的弧形板;

所述搅拌步进电机(3-14)固定安装在搅拌步进电机座(3-12)上;所述搅拌步进电机座(3-12)通过搅拌步进电机座螺栓(3-13)固定在喷头机构固定架(3-10)上。

9.根据权利要求7所述的多功能食品3D打印机,其特征在于:所述搅拌器(3-11)包括螺旋搅拌轴(3-11-1)和两个连接法兰(3-11-5);所述螺旋搅拌轴(3-11-1)中心设有沉孔,沉孔中安装有加热棒;

两个所述连接法兰(3-11-5)上下相对布置,两个连接法兰(3-11-5)之间通过螺栓Ⅷ(3-11-4)、螺母Ⅷ(3-11-2)连接;所述螺栓Ⅷ(3-11-4)中部套装有压缩弹簧ⅡⅧ(3-11-6),压缩弹簧ⅡⅧ(3-11-6)两端分别抵在两个连接法兰(3-11-5)之间;

下侧的连接法兰(3-11-5)与螺旋搅拌轴(3-11-1)连接,上侧的连接法兰(3-11-5)与搅拌步进电机(3-14)连接;两个连接法兰(3-11-5)的端面均设置有隔热垫片(3-11-3)。

10.根据权利要求1所述的多功能食品3D打印机,其特征在于:所述储料输送机构包括上端敞口的储料桶(1-3),储料桶(1-3)上端连接有储料桶盖(1-2);所述储料桶(1-3)下端设有出口,储料桶(1-3)出口中安装有单向阀;储料桶(1-3)出口通过三通接头分别连接缸筒和输料管道,三通接头与输料管道之间安装有单向阀;所述缸筒中安装有活塞(1-5),活塞(1-5)外端连接有丝杠螺母副(1-7);所述丝杠螺母副(1-7)另一端连接有输送步进电机(1-9),输送步进电机(1-9)通过输送步进电机支架(1-8)固定在外框架(1)一侧。