制備創(chuàng)新型教具的裝置及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備創(chuàng)新型教具的裝置及方法，該裝置包括模型提供模塊和打印模塊，其中模型提供模塊能夠提供所有的在教學(xué)中能夠應(yīng)用到的教具模型的三維立體圖，并且將上述三維立體圖傳遞給所述打印模塊，通過打印效率極高的打印模塊將上述教具模型及時(shí)地打印出來，從而達(dá)到隨時(shí)打印制備的效果，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。
【專利說明】制備創(chuàng)新型教具的裝置及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種教具的3D打印制備裝置和方法，具體涉及一種制備創(chuàng)新型教具的裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]教具是以傳播科技、教育人為目的的實(shí)物，是完全的科技傳媒，是青少年科技活動(dòng)中不可缺少的器材。科技活動(dòng)中用的教具有實(shí)物教具和復(fù)制品教具。具體有來自自然界的標(biāo)本或樣品:如用于科技教育活動(dòng)中的生物標(biāo)本、礦物標(biāo)本、化石、巖石及珍稀動(dòng)物樣品等。還有標(biāo)本的仿制品和模型:有些標(biāo)本十分珍貴(如北京猿人頭蓋骨化石)，不宜到處傳播，于是人們制作了各種仿制品以及模型，用以傳播科技信息，又如人體解剖模型、航、海、車三模所用的模型等。但現(xiàn)有的教具制作周期較長(zhǎng)，很難適應(yīng)隨堂制作并使用的目的。
[0003]由于上述原因，本發(fā)明人基于3D打印技術(shù)，提出一種能夠解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，設(shè)計(jì)出一種制備創(chuàng)新型教具的裝置及方法，該裝置包括模型提供模塊和打印模塊，其中模型提供模塊能夠提供所有的在教學(xué)中能夠應(yīng)用到的教具模型的三維立體圖，并且將上述三維立體圖傳遞給所述打印模塊，通過打印效率極高的打印模塊將上述教具模型及時(shí)地打印出來，從而達(dá)到隨時(shí)打印制備的效果，從而完成本發(fā)明。
[0005]具體來說，本發(fā)明的目的在于提供以下方面:
[0006](I) 一種制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，該裝置包括提供教具模型的模型供給模塊和執(zhí)行模型打印作業(yè)的打印裝置，
[0007]其中，所述數(shù)據(jù)供給模塊包括本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)連接模塊，所述數(shù)據(jù)供給模塊提供的教具模型包括本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的模型和網(wǎng)絡(luò)連接模塊從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)或其他網(wǎng)站下載的模型，所述數(shù)據(jù)供給模塊還用于修改或編輯上述提供的教具模型，并將所述教具模型的信息傳遞給所述打印裝置；
[0008]所述打印裝置包括物料選擇模塊、溫度控制模塊、數(shù)據(jù)分層處理模塊和用于接收模型供給模塊傳遞出的教具模型信息并將該信息轉(zhuǎn)換為打印裝置能夠識(shí)別格式的數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊，所述數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)轉(zhuǎn)換格式得到的信息計(jì)算出制備該模型所需要的物料信息、溫度信息和該模型的結(jié)構(gòu)信息，并將上述信息分別傳遞給物料選擇模塊、溫度選擇模塊和數(shù)據(jù)分層處理模塊。
[0009]所述數(shù)據(jù)分層處理模塊用于接收數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊傳遞出的教具模型的結(jié)構(gòu)信息，并對(duì)上述教具模型進(jìn)行切片處理，即根據(jù)教具模型信息計(jì)算出制備該教具模型所需的加工層數(shù)以及加工每一層所需的加工參數(shù)信息，
[0010]所述打印裝置還包括有運(yùn)動(dòng)模塊，所述運(yùn)動(dòng)模塊根據(jù)所述數(shù)據(jù)分層處理模塊計(jì)算出的加工參數(shù)信息做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊包括機(jī)頭固定裝置1，在所述機(jī)頭固定裝置I的底部分別設(shè)置有機(jī)頭一 11和機(jī)頭二 13，在所述機(jī)頭固定裝置I上分別可相對(duì)滑動(dòng)地安裝有沿X軸方向移動(dòng)的X軸橫桿2和沿Y軸方向移動(dòng)的Y軸橫桿3，所述X軸橫桿2的軸線方向與所述X軸方向垂直，所述Y軸橫桿3的軸線方向與所述Y軸方向垂直。
[0011](2)根據(jù)上述(I)所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，所述教具模型的結(jié)構(gòu)信息包括教具模型的3D模型圖；所述制備教具模型所需的物料信息包括噴嘴一和噴嘴二中噴出物料的顏色；所述制備教具模型所需的溫度信息包括噴嘴一的溫度、噴嘴二的溫度和熱床的溫度，
[0012]所述物料選擇模塊用于接收數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊傳遞出的制備教具模型所需的物料信息，并根據(jù)上述物料信息將適當(dāng)?shù)奈锪咸畛渲翆?duì)應(yīng)的噴嘴中；
[0013]所述溫度控制模塊用于接收數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊傳遞出的制備教具模型所需的溫度信息，并根據(jù)上述溫度信息分別控制噴嘴一、噴嘴二以及熱床的溫度。
[0014](3)根據(jù)上述(I)所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，所述打印裝置還包括
[0015]加工控制模塊，其用于接收數(shù)據(jù)分層處理模塊傳遞的加工層數(shù)信息和加工每一層所需的加工參數(shù)信息，將加工每一層所需的加工參數(shù)信息分別傳遞給機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊，并在每層加工完成后通過熱床控制模塊控制熱床6移動(dòng)；
[0016]機(jī)頭一控制模塊，其用于接收加工控制模塊傳遞出的加工參數(shù)信息，根據(jù)接收到的加工參數(shù)信息控制運(yùn)動(dòng)控制模塊帶動(dòng)機(jī)頭一運(yùn)動(dòng)，根據(jù)接收到的加工參數(shù)信息控制噴嘴一開始噴料或停止噴料；和
[0017]機(jī)頭二控制模塊，其用于接收加工控制模塊傳遞出的加工參數(shù)信息，根據(jù)接收到的加工參數(shù)信息控制運(yùn)動(dòng)控制模塊帶動(dòng)機(jī)頭二運(yùn)動(dòng)，根據(jù)接收到的加工參數(shù)信息控制噴嘴二開始噴料或停止噴料；
[0018]所述數(shù)據(jù)分層處理模塊計(jì)算出的加工每一層所需的加工參數(shù)信息包括加工每一層所需的機(jī)頭一運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息、機(jī)頭二運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息、噴嘴一噴料參數(shù)信息和噴嘴二噴料參數(shù)信息。
[0019](4)根據(jù)上述(I)所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，所述噴嘴一 12可拆卸地安裝在機(jī)頭一 11的底部，所述噴嘴二 14可拆卸地安裝在機(jī)頭二 13的底部，且噴嘴一和噴嘴二的最底端位于同一個(gè)水平面內(nèi)。
[0020](5)根據(jù)上述(I)所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，在所述X軸橫桿的兩端分別設(shè)置有X軸滑塊一 21和X軸滑塊二 22，所述X軸滑塊一 21和X軸滑塊二 22分別套設(shè)在沿著X軸方向設(shè)置的X軸滑桿一 23和X軸滑桿二 24上；在所述Y軸橫桿的兩端分別設(shè)置有Y軸滑塊一 31和Y軸滑塊二 32，所述Y軸滑塊一 31和Y軸滑塊二 32分別套設(shè)在沿著Y軸方向設(shè)置的Y軸滑桿一 33和Y軸滑桿二 34上。
[0021](6)根據(jù)上述(I)所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，X軸滑桿一 23和X軸滑桿二 24共同撐緊沿著Y軸方向設(shè)置的Y軸皮帶齒輪一 51和Y軸皮帶齒輪二 52，Y軸滑桿一 33和Y軸滑桿二 34共同撐緊沿著X軸方向設(shè)置的X軸皮帶齒輪一 41和X軸皮帶齒輪二 42 ；
[0022]所述X軸皮帶齒輪一 41帶動(dòng)X軸滑塊一 21沿著X軸滑桿一 23移動(dòng)，所述X軸皮帶齒輪二 42帶動(dòng)X軸滑塊二 22沿著X軸滑桿二 24移動(dòng)，且X軸滑塊一 21和X軸滑塊二22同步運(yùn)動(dòng)；所述Y軸皮帶齒輪一 51帶動(dòng)Y軸滑塊一 31沿著Y軸滑桿一 33移動(dòng)，所述Y軸皮帶齒輪二 52帶動(dòng)Y軸滑塊二 32沿著Y軸滑桿二 34移動(dòng)，且Y軸滑塊一 31和Y軸滑塊二 32同步運(yùn)動(dòng)。
[0023](7)根據(jù)上述(I)所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，X軸電機(jī)通過X軸皮帶齒輪三43帶動(dòng)Y軸滑桿一 33或Y軸滑桿二 34旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)X軸皮帶齒輪一 41和X軸皮帶齒輪二 42同步轉(zhuǎn)動(dòng)；Y軸電機(jī)通過Y軸皮帶齒輪三53帶動(dòng)X軸滑桿一 23或X軸滑桿二 24旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)Y軸皮帶齒輪一 51和Y軸皮帶齒輪二 52同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0024](8)根據(jù)上述(7)所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，機(jī)頭一控制模塊通過分別控制X軸電機(jī)和Y軸電機(jī)來控制機(jī)頭固定裝置I上的機(jī)頭一按照加工參數(shù)信息進(jìn)行移動(dòng)，機(jī)頭二控制模塊通過分別控制X軸電機(jī)和Y軸電機(jī)來控制機(jī)頭固定裝置I上的機(jī)頭二按照加工參數(shù)信息進(jìn)行移動(dòng)，且在加工時(shí)機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊交替工作。
[0025](9) 一種制備創(chuàng)新型教具的方法，該方法是通過如上述(I)至上述(8)中任意一項(xiàng)所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置實(shí)現(xiàn)的，其特征在于，該方法包括如下步驟:
[0026]步驟1:通過模型供給模塊選擇需要制備的教具模型；
[0027]步驟2:通過模型供給模塊修改或調(diào)整已選擇的教具模型；
[0028]步驟3:將教具模型信息傳遞至打印裝置；
[0029]步驟4:數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)接收到的信息計(jì)算出制備該教具模型所需的加工參數(shù)信息；
[0030]步驟5:在噴嘴一和噴嘴二中添加物料，加熱噴嘴一、噴嘴二和熱床；
[0031]步驟6:通過數(shù)據(jù)分層處理模塊對(duì)教具模型進(jìn)行分層處理，得到每層的加工參數(shù)，并將計(jì)算得到的加工參數(shù)信息傳遞給加工控制模塊；
[0032]步驟7:加工控制模塊逐層地將每層的加工參數(shù)分別輸入至機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊；
[0033]步驟8:對(duì)機(jī)頭一進(jìn)行零點(diǎn)定位并校準(zhǔn)；
[0034]步驟9:通過機(jī)頭一控制t旲塊控制機(jī)頭一移動(dòng)至嗔料加工的起始位直，機(jī)頭一控制模塊控制機(jī)頭一上的噴嘴一噴料，機(jī)頭一控制模塊控制機(jī)頭一沿著預(yù)定的路線移動(dòng)，移動(dòng)結(jié)束后控制噴嘴一停止噴料；
[0035]步驟10:機(jī)頭二控制模塊控制機(jī)頭二移動(dòng)至噴料加工的起始位置，機(jī)頭二控制模塊控制機(jī)頭二上的噴嘴一噴料，機(jī)頭二控制模塊控制機(jī)頭二沿著預(yù)定的路線移動(dòng)，移動(dòng)結(jié)束后控制噴嘴二停止噴料；
[0036]步驟11:機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊交替工作，直至加工完一層教具模型，并控制機(jī)頭一移動(dòng)至坐標(biāo)原點(diǎn)；
[0037]步驟12:加工控制模塊控制熱床沿著Z軸方向向下移動(dòng)預(yù)定距離，所述預(yù)定距離為每一層的厚度；
[0038]步驟13，重復(fù)步驟8?12，直至加工完成整個(gè)教具模型。
[0039](10)根據(jù)上述(9)中所示的制備創(chuàng)新型教具的方法，其特征在于，步驟I中所述的教具模型包括在教材中出現(xiàn)過的人、物和幾何圖形的立體模型。
[0040]本發(fā)明所具有的有益效果包括:
[0041](I)根據(jù)本發(fā)明提供的制備創(chuàng)新型教具的裝置及方法，其能夠提供足夠多的教學(xué)用具，將課本中的人物及圖形立體化，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中的感知、理解和記更為形象，提高學(xué)習(xí)效率；
[0042](2)根據(jù)本發(fā)明提供的制備創(chuàng)新型教具的裝置及方法，其具有兩個(gè)交替控制的機(jī)頭，使得模型制備的效率更高，減少了機(jī)頭的不必要行程；
[0043](3)根據(jù)本發(fā)明提供的制備創(chuàng)新型教具的裝置及方法，其具有兩個(gè)機(jī)頭，使得制備出的教具上具有兩種色彩；
[0044](4)根據(jù)本發(fā)明提供的制備創(chuàng)新型教具的裝置及方法，其具有呈十字型交叉的兩條橫桿，使得機(jī)頭在水平面上能夠以任意速度和角度進(jìn)行移動(dòng)，進(jìn)給速度快，制備效率高，能夠滿足課堂使用的要求；
[0045](5)根據(jù)本發(fā)明提供的制備創(chuàng)新型教具的裝置及方法，其機(jī)頭的運(yùn)動(dòng)控制模塊中設(shè)置有成對(duì)的滑桿和滑塊，使得機(jī)頭運(yùn)動(dòng)更為平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)精度更高，打印出的教具更為形象逼真；

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的制備創(chuàng)新型教具的裝置的邏輯電路圖；
[0047]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的制備創(chuàng)新型教具的裝置的運(yùn)動(dòng)控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖3示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的制備創(chuàng)新型教具的裝置的機(jī)頭固定裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖4示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的制備創(chuàng)新型教具的方法制備步驟流程圖。
[0050]附圖標(biāo)號(hào)說明:
[0051]I—機(jī)頭固定裝置
[0052]11-機(jī)頭一
[0053]12-噴嘴一
[0054]13-機(jī)頭二
[0055]14-噴嘴二
[0056]15-高度調(diào)節(jié)螺栓
[0057]2-X軸橫桿
[0058]21-X 軸滑塊一
[0059]22-1 軸滑塊二
[0060]23-X 軸滑桿一
[0061]24-X 軸滑桿二
[0062]3-Y軸橫桿
[0063]31-Y 軸滑塊一
[0064]32-Y 軸滑塊二
[0065]33-Y 軸滑桿一
[0066]34-Y 軸滑桿二
[0067]41-X軸皮帶齒輪一
[0068]42-X軸皮帶齒輪二
[0069]43-X軸皮帶齒輪三
[0070]51-Y軸皮帶齒輪一
[0071]52-Y軸皮帶齒輪二
[0072]53-Y軸皮帶齒輪三
[0073]6-熱床
[0074]7-擠絲機(jī)構(gòu)

【具體實(shí)施方式】
[0075]下面通過附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。通過這些說明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為清楚明確。
[0076]在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0077]根據(jù)本發(fā)明提供的一種制備創(chuàng)新型教具的裝置，如圖1中所示，該裝置包括提供教具模型的模型供給模塊和執(zhí)行模型打印作業(yè)的打印裝置，其中，所述數(shù)據(jù)供給模塊包括本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)連接模塊，所述數(shù)據(jù)供給模塊提供的教具模型包括本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的模型和網(wǎng)絡(luò)連接模塊從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)或其他網(wǎng)站下載的模型，所述數(shù)據(jù)供給模塊還包括數(shù)據(jù)處理模塊，該模塊包括人工可視的窗口，能夠人工實(shí)時(shí)控制，對(duì)上述提供的教具模型進(jìn)行修改或編輯，如改變模型的顏色伸、大小和部分結(jié)構(gòu)形式等；
[0078]所述模型供給模塊提供的教具模型包括與現(xiàn)有主流的小學(xué)課本、中學(xué)課本、大學(xué)課本相匹配的教具模型，如語文課本中的人物模型、建筑模型，數(shù)學(xué)課本中的平面圖形的模型、立體圖形的模型，以及其他課本中的能夠?qū)虒W(xué)起到積極作用的相關(guān)人物或事物的模型等；所述模型供給模塊還用于將模型供給模塊提供的教具模型信息傳遞給打印裝置。
[0079]所述打印裝置包括物料選擇模塊、溫度控制模塊、數(shù)據(jù)分層處理模塊和用于接收模型供給模塊傳遞出的教具模型信息并將該信息轉(zhuǎn)換為打印裝置能夠識(shí)別格式的數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊，所述數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)轉(zhuǎn)換格式得到的信息計(jì)算出加工該模型所需要的物料信息、溫度信息和該模型的結(jié)構(gòu)信息，并將上述信息分別傳遞給物料選擇模塊、溫度選擇模塊和數(shù)據(jù)分層處理模塊。
[0080]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述模型的結(jié)構(gòu)信息包括教具模型的3D模型圖，該3D模型圖可以模型供給模塊提供的，也可以是自己通過繪圖軟件繪制的；
[0081]所述加工該模型所需的物料信息包括噴嘴一和噴嘴二中噴出物料的顏色，該信息一般由人工輸入或選擇的，也可以是模型圖信息中附帶的，通過物料選擇模塊接收數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊傳遞出的加工待加工工件所需的物料信息，并根據(jù)上述物料信息將適當(dāng)?shù)奈锪咸畛渲翆?duì)應(yīng)的噴嘴中；
[0082]所述加工該教具模型所需的溫度信息包括噴嘴一 12的溫度、噴嘴二 14的溫度和熱床6的溫度，該信息在制備教具模型前確定的，可以人工通過輸入按鈕進(jìn)行輸入，也可以系統(tǒng)根據(jù)物料信息自動(dòng)生成，在加工開始前輸入該溫度信息以便于系統(tǒng)在加工開始前進(jìn)行預(yù)熱，通過溫度控制模塊接收數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊傳遞出的加工待加工工件所需的溫度信息，并根據(jù)上述溫度信息分別控制噴嘴一、噴嘴二以及熱床的溫度。
[0083]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述數(shù)據(jù)分層處理模塊用于接收數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊傳遞出的教具模型的結(jié)構(gòu)信息，優(yōu)選地，還可以在接收到的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行修改或調(diào)整，并對(duì)上述教具模型進(jìn)行切片處理，即教具模型的結(jié)構(gòu)信息計(jì)算出制備該教具模型所需的加工層數(shù)以及加工每一層所需的加工參數(shù)信息，將所述加工層數(shù)信息和所述加工每一層所需的加工參數(shù)信息傳遞給加工控制模塊；所述數(shù)據(jù)分層處理即為在立體圖的基礎(chǔ)上計(jì)算出各個(gè)加工層的加工參數(shù)信息，所述加工參數(shù)信息包括每一層的形狀、構(gòu)造，機(jī)頭一和機(jī)頭二的加工行進(jìn)路線以及機(jī)頭一和機(jī)頭二的工作順序。
[0084]所述打印裝置還包括加工控制模塊、機(jī)頭一控制模塊、機(jī)頭二控制模塊和運(yùn)動(dòng)控制豐吳塊。
[0085]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述加工控制模塊用于接收數(shù)據(jù)分層處理模塊傳遞的加工層數(shù)信息和加工每一層所需的加工參數(shù)信息，將加工每一層所需的加工參數(shù)信息分別傳遞給機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊，并在每層加工完成后通過熱床控制模塊控制熱床移動(dòng)；加工控制模塊將接收到的信息轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼，優(yōu)選地，二進(jìn)制碼高位存儲(chǔ)機(jī)頭一的加工參數(shù)數(shù)據(jù)，二進(jìn)制碼低位存儲(chǔ)機(jī)頭二的加工參數(shù)數(shù)據(jù)，以便于將機(jī)頭一和機(jī)頭二的加工參數(shù)數(shù)據(jù)分別發(fā)送至機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊；當(dāng)機(jī)頭加工完成一個(gè)層時(shí)，兩個(gè)機(jī)頭都停止工作，此時(shí)，熱床控制模塊將作業(yè)指令發(fā)送給Z軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)，Z軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)通過齒輪齒條帶動(dòng)熱床向下移動(dòng)，其移動(dòng)的距離為一個(gè)層的厚度，其移動(dòng)距離很小，移動(dòng)的時(shí)間也很短，移動(dòng)完成后，機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊都分別接收到了加工下一層的加工參數(shù)信息，即可繼續(xù)進(jìn)行加工。
[0086]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，機(jī)頭一控制模塊用于接收加工控制模塊傳遞出的加工參數(shù)信息，根據(jù)接收到的加工參數(shù)信息控制運(yùn)動(dòng)控制模塊帶動(dòng)機(jī)頭一 11運(yùn)動(dòng)，所述機(jī)頭一運(yùn)動(dòng)包括機(jī)頭一從原點(diǎn)位置移動(dòng)至加工起始位置和進(jìn)給加工，所述進(jìn)給加工是指機(jī)頭從加工起始位置沿著預(yù)定軌跡移動(dòng)至加工結(jié)束位置的運(yùn)動(dòng)過程；所述加工參數(shù)信息還包括噴嘴的噴料和停止，具體來說，機(jī)頭移動(dòng)到加工起始位置時(shí)，控制噴嘴一開始噴料，隨著機(jī)頭一的移動(dòng)，噴嘴一在機(jī)頭一的運(yùn)動(dòng)軌跡上噴滿物料，當(dāng)機(jī)頭一運(yùn)動(dòng)至加工結(jié)束位置時(shí)，控制噴嘴一停止噴料，從而形成一個(gè)或半個(gè)或一部分層結(jié)構(gòu)；
[0087]相對(duì)應(yīng)地，機(jī)頭二控制模塊用于接收加工控制模塊傳遞出的加工參數(shù)信息，根據(jù)接收到的加工參數(shù)信息控制運(yùn)動(dòng)控制模塊帶動(dòng)機(jī)頭二 13運(yùn)動(dòng)，根據(jù)接收到的加工參數(shù)信息控制噴嘴二開始噴料或停止噴料；機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊交替工作，使得機(jī)頭一和機(jī)頭二交替工作，最終形成一個(gè)完整的層，并將機(jī)頭移動(dòng)至坐標(biāo)的原點(diǎn)位置。
[0088]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在機(jī)頭一和機(jī)頭二的噴料加工運(yùn)動(dòng)中，機(jī)頭一或機(jī)頭二沿著每一層輪廓的邊緣運(yùn)動(dòng)，一般呈“小方框”型，走過的線型沒有交叉點(diǎn)，以便節(jié)省加工時(shí)間，各個(gè)線條以互相平行的為主，另外，盡量使得各個(gè)線條方向與X軸方向或Y軸方向一致，以便于控制加工。
[0089]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊都通過運(yùn)動(dòng)控制模塊控制機(jī)頭運(yùn)動(dòng)，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊包括機(jī)頭固定裝置1，機(jī)頭一和機(jī)頭二分別設(shè)置在所述機(jī)頭固定裝置的底部，即機(jī)頭一和機(jī)頭二一起隨著機(jī)頭固定裝置移動(dòng)，兩個(gè)機(jī)頭控制模塊都是通過控制機(jī)頭固定裝置來控制相應(yīng)的機(jī)頭，在所述機(jī)頭固定裝置上分別可相對(duì)滑動(dòng)地安裝有沿X軸方向移動(dòng)的X軸橫桿2和沿Y軸方向移動(dòng)的Y軸橫桿3，所述X軸橫桿的軸線方向與所述X軸方向垂直，所述Y軸橫桿的軸線方向與所述Y軸方向垂直，X軸橫桿移動(dòng)時(shí)，如果Y軸橫桿不動(dòng)，X軸橫桿帶著機(jī)頭固定裝置沿著X軸方向移動(dòng)，如果Y軸橫桿同時(shí)也移動(dòng)，X軸橫桿和Y軸橫桿共同帶著機(jī)頭固定裝置做復(fù)合運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)可以是直線運(yùn)動(dòng)，也可以是弧線運(yùn)動(dòng)，具體為何種運(yùn)動(dòng)形式取決于X軸橫桿和Y軸橫桿的運(yùn)動(dòng)速度。
[0090]在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖2中所示，在機(jī)頭固定裝置上部開設(shè)有兩個(gè)軸線互相垂直的通孔，且兩個(gè)通孔不連通，兩個(gè)通孔直徑剛好使得X軸橫桿和Y軸橫桿能夠通過并滑動(dòng)，通孔內(nèi)壁光滑，一般可以涂布有潤(rùn)滑劑層，以減少摩擦和磨損。
[0091]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述X軸橫桿的兩端分別設(shè)置有X軸滑塊一 21和X軸滑塊二 22，如圖2中所示，所述X軸滑塊一和X軸滑塊二分別套設(shè)在沿著X軸方向設(shè)置的X軸滑桿一 23和X軸滑桿二 24上；在所述Y軸橫桿的兩端分別設(shè)置有Y軸滑塊一 31和Y軸滑塊二 32，所述Y軸滑塊一和Y軸滑塊二分別套設(shè)在沿著Y軸方向設(shè)置的Y軸滑桿一 33和Y軸滑桿二 34上，且上述四根滑桿在空間上并不相接觸，可以兩根X軸滑桿在兩根Y軸滑桿的上方，也可以兩根X軸滑桿在兩根Y軸滑桿的下方，且各個(gè)滑桿之間要留有預(yù)定的間隙，以避免摩擦。
[0092]X軸滑桿一和X軸滑桿二共同撐緊沿著Y軸方向設(shè)置的Y軸皮帶齒輪一 51和Y軸皮帶齒輪二 52，Y軸滑桿一和Y軸滑桿二共同撐緊沿著X軸方向設(shè)置的X軸皮帶齒輪一 41和X軸皮帶齒輪二 42 ；
[0093]所述X軸皮帶齒輪一帶動(dòng)X軸滑塊一沿著X軸滑桿一移動(dòng)，所述X軸皮帶齒輪二帶動(dòng)X軸滑塊二沿著X軸滑桿二移動(dòng)，且X軸滑塊一和X軸滑塊二同步運(yùn)動(dòng)；所述Y軸皮帶齒輪一帶動(dòng)Y軸滑塊一沿著Y軸滑桿一移動(dòng)，所述Y軸皮帶齒輪二帶動(dòng)Y軸滑塊二沿著Y軸滑桿二移動(dòng)，且Y軸滑塊一和Y軸滑塊二同步運(yùn)動(dòng)。上述雖然給出了通過皮帶齒輪傳動(dòng)動(dòng)力的方式，但是也只是作為一種最為優(yōu)選的實(shí)施方式，以便提高傳遞精度和可操作性，還是可以選用其他的方式進(jìn)行動(dòng)力傳遞的，如通過齒輪或絲杠等方式。
[0094]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖2中所示，X軸電機(jī)通過X軸皮帶齒輪三43帶動(dòng)Y軸滑桿一或Y軸滑桿二旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)X軸皮帶齒輪一和X軸皮帶齒輪二同步轉(zhuǎn)動(dòng)；γ軸電機(jī)通過Y軸皮帶齒輪三53帶動(dòng)X軸滑桿一或X軸滑桿二旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)Y軸皮帶齒輪一和Y軸皮帶齒輪二同步轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0095]機(jī)頭一控制模塊通過分別控制X軸電機(jī)和Y軸電機(jī)來控制機(jī)頭固定裝置上的機(jī)頭一按照加工參數(shù)信息進(jìn)行移動(dòng)，機(jī)頭二控制模塊通過分別控制X軸電機(jī)和Y軸電機(jī)來控制機(jī)頭固定裝置上的機(jī)頭二按照加工參數(shù)信息進(jìn)行移動(dòng)，且在加工時(shí)機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊交替工作。
[0096]所述運(yùn)動(dòng)控制模塊的工作過程包括:將運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送給X軸電機(jī)，X軸電機(jī)傳遞動(dòng)力，通過X軸皮帶齒輪三帶動(dòng)Y軸滑桿一或Y軸滑桿二旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)X軸皮帶齒輪一和X軸皮帶齒輪二同步旋轉(zhuǎn)，X軸皮帶齒輪一和X軸皮帶齒輪二同步旋轉(zhuǎn)時(shí)分別帶動(dòng)X軸滑塊一和X軸滑塊二同步滑動(dòng)，進(jìn)而X軸橫桿連同機(jī)頭固定裝置一同沿著X軸方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)頭沿X軸方向的進(jìn)給；同理，運(yùn)動(dòng)控制模塊將運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送給Y軸電機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)頭沿Y軸方向的進(jìn)給，且X軸電機(jī)和Y軸電機(jī)可以同時(shí)工作，其提供的轉(zhuǎn)速也可以是不同的，即機(jī)頭固定裝置沿X軸方向的分速度大小和沿Y軸方向的分速度大小可以不同，也可以相同。
[0097]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述四個(gè)滑桿在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，其上套設(shè)的滑塊仍在滑動(dòng)，滑桿與滑塊相接觸的位置需經(jīng)過特別處理，如淬火等，以增強(qiáng)其耐磨性，另外，在滑桿外部涂布有潤(rùn)滑層，以減小摩擦和磨損。
[0098]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供的控制系統(tǒng)還包括有定位校準(zhǔn)系統(tǒng)，所述定位校準(zhǔn)系統(tǒng)包括三個(gè)限位開關(guān)和三個(gè)傳感器，分別設(shè)置在沿著X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸方向上的機(jī)頭移動(dòng)極限位置，對(duì)機(jī)頭一進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在每一層加工開始前，通過定位校準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)機(jī)頭一進(jìn)行零點(diǎn)定位校準(zhǔn)，以保證機(jī)頭加工的精度。
[0099]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，兩個(gè)機(jī)頭之間的距離確定，根據(jù)上述距離和機(jī)頭一在坐標(biāo)系中的位置能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算出機(jī)頭二在坐標(biāo)系中的位置，從而便于對(duì)機(jī)頭二的控制，節(jié)省了機(jī)頭二的定位校準(zhǔn)工作，使得機(jī)頭一和機(jī)頭二交替工作更為快捷。
[0100]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在每個(gè)噴嘴附近都安裝有電熱管、溫度傳感器和風(fēng)扇，在熱床上同樣安裝有電熱管、溫度傳感器和風(fēng)扇，通過溫度控制模塊根據(jù)接收到的指示，通過電熱管加熱，通過風(fēng)扇降溫，通過溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度信息，以使得打印裝置內(nèi)部的溫度保持在預(yù)定的范圍內(nèi)，滿足教具制備的需要，優(yōu)選地，噴嘴的工作溫度為180?260攝氏度，熱床的工作溫度為50?100攝氏度，整體打印裝置的工作溫度為15?32攝氏度。
[0101]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)時(shí)方式中，如圖3中所示，所述打印裝置中還設(shè)置有兩個(gè)擠絲機(jī)構(gòu)7，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)機(jī)頭上的兩個(gè)噴嘴，機(jī)頭一控制模塊直接控制其中一個(gè)擠絲機(jī)構(gòu)，機(jī)頭二控制模塊直接控制另外一個(gè)擠絲機(jī)構(gòu)，當(dāng)需要噴嘴噴料時(shí)，控制擠絲機(jī)構(gòu)上的物料電機(jī)工作，即可將物料輸送至噴嘴中，使得噴嘴噴料。
[0102]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述熱床設(shè)置在兩個(gè)噴嘴下方，熱床優(yōu)選的為上表面平滑的板狀，當(dāng)加工開始前，控制熱床向上移動(dòng)至緊鄰著噴嘴的位置，與噴嘴之間的距離約等于一個(gè)層的厚度，以便于噴嘴將物料噴灑在熱床上，形成加工層，當(dāng)一個(gè)層加工完成后，熱床都會(huì)向下移動(dòng)一個(gè)層厚的距離，以便于繼續(xù)噴涂物料，直至待加工工件加工完成。
[0103]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明中所述的X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)、Z軸運(yùn)動(dòng)電機(jī)和物料電機(jī)都是步進(jìn)電機(jī)，本發(fā)明中對(duì)此沒有特別限定，選用控制精度足夠高的步進(jìn)電機(jī)即可。
[0104]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明中所述的打印裝置上還設(shè)置有LED顯示屏和輸入界面，通過輸入界面可以輸入所需的溫度信息和物料信息，還可以通過輸入界面輸入信息對(duì)三維模型圖進(jìn)行調(diào)整和修改，所述LED顯示屏用于配合輸入界面的信息輸入，實(shí)時(shí)顯示輸入的信息，另外，還可以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的制備狀態(tài)，以便于監(jiān)測(cè)，如發(fā)現(xiàn)問題，可以隨時(shí)取消作業(yè)。
[0105]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明中所述的教具制備裝置主要用于塑料材質(zhì)的教具模型制備，其物料也是塑料類的材料。
[0106]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述噴嘴一可拆卸地安裝在機(jī)頭一的底部，所述噴嘴二可拆卸地安裝在機(jī)頭二的底部，且噴嘴一和噴嘴二的最底端位于同一個(gè)水平面內(nèi)，以便于確保兩個(gè)機(jī)頭的加工精度。
[0107]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖3中所示，所述噴嘴的相對(duì)于機(jī)頭的位置可調(diào)節(jié)，即可以控制噴嘴從機(jī)頭中伸出或縮回到機(jī)頭內(nèi)，本發(fā)明中優(yōu)選地，在噴嘴上設(shè)置有高度調(diào)節(jié)螺栓15，所述高度調(diào)節(jié)螺栓擰合在所述機(jī)頭上，旋轉(zhuǎn)所述高度調(diào)節(jié)螺栓即可調(diào)節(jié)噴嘴相對(duì)于機(jī)頭的高度，從而保證兩個(gè)噴嘴之間的相對(duì)位置固定，保證加工精度。
[0108]根據(jù)本發(fā)明提供的創(chuàng)新教具的制備方法，如圖4中所示，該方法是通過所述創(chuàng)新教具的制備裝置實(shí)現(xiàn)的，該方法包括如下步驟:
[0109]步驟1:通過模型供給模塊選擇需要制備的教具模型；
[0110]步驟2:通過模型供給模塊修改或調(diào)整已選擇的教具模型；包括修改教具模型的顏色、大小甚至外形結(jié)構(gòu)；
[0111]步驟3:將教具模型信息傳遞至打印裝置；
[0112]步驟4:數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)接收到的信息計(jì)算出制備該教具模型所需的加工參數(shù)信息，包括物料信息、溫度信息和該模型的結(jié)構(gòu)信息，并將上述信息分別傳遞至打印裝置的其他部件模塊；
[0113]步驟5:在噴嘴一和噴嘴二中添加物料，加熱噴嘴一、噴嘴二和熱床，其中，包括預(yù)熱、加熱以及降溫等過程；
[0114]步驟6:通過數(shù)據(jù)分層處理模塊對(duì)教具模型進(jìn)行分層處理，得到每層的加工參數(shù)，并將計(jì)算得到的加工參數(shù)信息傳遞給加工控制模塊；
[0115]步驟7:加工控制模塊逐層地將每層的加工參數(shù)分別輸入至機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊；
[0116]步驟8:對(duì)機(jī)頭一進(jìn)行零點(diǎn)定位并校準(zhǔn)；
[0117]步驟9:通過機(jī)頭一控制模塊控制機(jī)頭一移動(dòng)至噴料加工的起始位置，機(jī)頭一控制模塊控制機(jī)頭一上的噴嘴一噴料，機(jī)頭一控制模塊控制機(jī)頭一沿著預(yù)定的路線移動(dòng)，移動(dòng)結(jié)束后控制噴嘴一停止噴料；
[0118]步驟10:機(jī)頭二控制模塊控制機(jī)頭二移動(dòng)至噴料加工的起始位置，機(jī)頭二控制模塊控制機(jī)頭二上的噴嘴一噴料，機(jī)頭二控制模塊控制機(jī)頭二沿著預(yù)定的路線移動(dòng)，移動(dòng)結(jié)束后控制噴嘴二停止噴料；
[0119]步驟11:機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊交替工作，直至加工完一層教具模型，并控制機(jī)頭一移動(dòng)至坐標(biāo)原點(diǎn)；
[0120]步驟12:加工控制模塊控制熱床沿著Z軸方向向下移動(dòng)預(yù)定距離，所述預(yù)定距離為每一層的厚度；
[0121]步驟13，重復(fù)步驟8?12，直至加工完成整個(gè)教具模型。
[0122]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述選取的教具模型包括課本中出現(xiàn)的所有圖形的立體模型，人體解剖模型、交通工具及各種機(jī)械裝置的拆分模型，所述拆分模型為各個(gè)部件的最小單元，多個(gè)最小單元組合起來能夠形成一個(gè)部件，多個(gè)部件組合起來可以形成一種裝置，如多個(gè)最小單元組合成發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)和其他部件組合成汽車，通過上述部件的單獨(dú)制備并組裝，能夠使學(xué)生對(duì)各個(gè)部件有一個(gè)更為清楚全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)教學(xué)水平和學(xué)習(xí)效率的提高有著重要的作用。
[0123]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“一”、“二”、“三”等僅用于描述目的，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件的相對(duì)重要性。
[0124]在本發(fā)明中，所述的X軸、Y軸、Z軸都是虛擬的方向向量，三個(gè)軸互相垂直，其中，X軸和Y軸都位于水平方向，Z軸位于豎直方向,其具體的指不方向參見附圖2。
[0125]本發(fā)明所具有的有益效果包括:
[0126](I)根據(jù)本發(fā)明提供的制備創(chuàng)新型教具的裝置及方法，其能夠提供足夠多的教學(xué)用具，將課本中的人物及圖形立體化，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中的感知、理解和記更為形象，提高學(xué)習(xí)效率；
[0127](2)根據(jù)本發(fā)明提供的制備創(chuàng)新型教具的裝置及方法，其具有兩個(gè)交替控制的機(jī)頭，使得模型制備的效率更高，減少了機(jī)頭的不必要行程；
[0128](3)根據(jù)本發(fā)明提供的制備創(chuàng)新型教具的裝置及方法，其具有兩個(gè)機(jī)頭，使得制備出的教具上具有兩種色彩；
[0129](4)根據(jù)本發(fā)明提供的制備創(chuàng)新型教具的裝置及方法，其具有呈十字型交叉的兩條橫桿，使得機(jī)頭在水平面上能夠以任意速度和角度進(jìn)行移動(dòng)，進(jìn)給速度快，制備效率高，能夠滿足課堂使用的要求；
[0130](5)根據(jù)本發(fā)明提供的制備創(chuàng)新型教具的裝置及方法，其機(jī)頭的運(yùn)動(dòng)控制模塊中設(shè)置有成對(duì)的滑桿和滑塊，使得機(jī)頭運(yùn)動(dòng)更為平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)精度更高，打印出的教具更為形象逼真。
[0131]以上結(jié)合了優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，不過這些實(shí)施方式僅是范例性的，僅起到說明性的作用。在此基礎(chǔ)上，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種替換和改進(jìn)，這些均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，該裝置包括提供教具模型的模型供給模塊和執(zhí)行模型打印作業(yè)的打印裝置， 其中，所述數(shù)據(jù)供給模塊包括本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)連接模塊，所述數(shù)據(jù)供給模塊提供的教具模型包括本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的模型和網(wǎng)絡(luò)連接模塊從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)或其他網(wǎng)站下載的模型，所述數(shù)據(jù)供給模塊還用于修改或編輯上述提供的教具模型，并將所述教具模型的信息傳遞給所述打印裝置； 所述打印裝置包括物料選擇模塊、溫度控制模塊、數(shù)據(jù)分層處理模塊和用于接收模型供給模塊傳遞出的教具模型信息并將該信息轉(zhuǎn)換為打印裝置能夠識(shí)別格式的數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊，所述數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)轉(zhuǎn)換格式得到的信息計(jì)算出制備該模型所需要的物料信息、溫度信息和該模型的結(jié)構(gòu)信息，并將上述信息分別傳遞給物料選擇模塊、溫度選擇模塊和數(shù)據(jù)分層處理模塊； 所述數(shù)據(jù)分層處理模塊用于接收數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊傳遞出的教具模型的結(jié)構(gòu)信息，并對(duì)上述教具模型進(jìn)行切片處理，即根據(jù)教具模型信息計(jì)算出制備該教具模型所需的加工層數(shù)以及加工每一層所需的加工參數(shù)信息， 所述打印裝置還包括有運(yùn)動(dòng)模塊，所述運(yùn)動(dòng)模塊根據(jù)所述數(shù)據(jù)分層處理模塊計(jì)算出的加工參數(shù)信息做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊包括機(jī)頭固定裝置(I)，在所述機(jī)頭固定裝置(I)的底部分別設(shè)置有機(jī)頭一(11)和機(jī)頭二(13)，在所述機(jī)頭固定裝置(I)上分別可相對(duì)滑動(dòng)地安裝有沿X軸方向移動(dòng)的X軸橫桿(2)和沿Y軸方向移動(dòng)的Y軸橫桿(3)，所述X軸橫桿(2)的軸線方向與所述X軸方向垂直，所述Y軸橫桿(3)的軸線方向與所述Y軸方向垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，所述教具模型的結(jié)構(gòu)信息包括教具模型的3D模型圖；所述制備教具模型所需的物料信息包括噴嘴一和噴嘴二中噴出物料的顏色；所述制備教具模型所需的溫度信息包括噴嘴一的溫度、噴嘴二的溫度和熱床的溫度， 所述物料選擇模塊用于接收數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊傳遞出的制備教具模型所需的物料信息，并根據(jù)上述物料信息將適當(dāng)?shù)奈锪咸畛渲翆?duì)應(yīng)的噴嘴中； 所述溫度控制模塊用于接收數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊傳遞出的制備教具模型所需的溫度信息，并根據(jù)上述溫度信息分別控制噴嘴一、噴嘴二以及熱床的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，所述打印裝置還包括 加工控制模塊，其用于接收數(shù)據(jù)分層處理模塊傳遞的加工層數(shù)信息和加工每一層所需的加工參數(shù)信息，將加工每一層所需的加工參數(shù)信息分別傳遞給機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊，并在每層加工完成后通過熱床控制模塊控制熱床(6)移動(dòng)； 機(jī)頭一控制模塊，其用于接收加工控制模塊傳遞出的加工參數(shù)信息，根據(jù)接收到的加工參數(shù)信息控制運(yùn)動(dòng)控制模塊帶動(dòng)機(jī)頭一運(yùn)動(dòng)，根據(jù)接收到的加工參數(shù)信息控制噴嘴一開始噴料或停止噴料；和 機(jī)頭二控制模塊，其用于接收加工控制模塊傳遞出的加工參數(shù)信息，根據(jù)接收到的加工參數(shù)信息控制運(yùn)動(dòng)控制模塊帶動(dòng)機(jī)頭二運(yùn)動(dòng)，根據(jù)接收到的加工參數(shù)信息控制噴嘴二開始噴料或停止噴料； 所述數(shù)據(jù)分層處理模塊計(jì)算出的加工每一層所需的加工參數(shù)信息包括加工每一層所需的機(jī)頭一運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息、機(jī)頭二運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息、噴嘴一噴料參數(shù)信息和噴嘴二噴料參數(shù)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，所述噴嘴一(12)可拆卸地安裝在機(jī)頭一(11)的底部，所述噴嘴二(14)可拆卸地安裝在機(jī)頭二(13)的底部，且噴嘴一和噴嘴二的最底端位于同一個(gè)水平面內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，在所述X軸橫桿的兩端分別設(shè)置有X軸滑塊一(21)和X軸滑塊二(22)，所述X軸滑塊一(21)和X軸滑塊二(22)分別套設(shè)在沿著X軸方向設(shè)置的X軸滑桿一(23)和X軸滑桿二(24)上；在所述Y軸橫桿的兩端分別設(shè)置有Y軸滑塊一(31)和Y軸滑塊二(32)，所述Y軸滑塊一(31)和Y軸滑塊二(32)分別套設(shè)在沿著Y軸方向設(shè)置的Y軸滑桿一(33)和Y軸滑桿二(34)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，X軸滑桿一(23)和X軸滑桿二(24)共同撐緊沿著Y軸方向設(shè)置的Y軸皮帶齒輪一(51)和Y軸皮帶齒輪二(52)，Y軸滑桿一(33)和Y軸滑桿二(34)共同撐緊沿著X軸方向設(shè)置的X軸皮帶齒輪一(41)和X軸皮帶齒輪二(42)； 所述X軸皮帶齒輪一(41)帶動(dòng)X軸滑塊一(21)沿著X軸滑桿一(23)移動(dòng)，所述X軸皮帶齒輪二(42)帶動(dòng)X軸滑塊二(22)沿著X軸滑桿二(24)移動(dòng)，且X軸滑塊一(21)和X軸滑塊二(22)同步運(yùn)動(dòng)；所述Y軸皮帶齒輪一(51)帶動(dòng)Y軸滑塊一(31)沿著Y軸滑桿一 (33)移動(dòng)，所述Y軸皮帶齒輪二(52)帶動(dòng)Y軸滑塊二(32)沿著Y軸滑桿二(34)移動(dòng)，且Y軸滑塊一(31)和Y軸滑塊二(32)同步運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，X軸電機(jī)通過X軸皮帶齒輪三(43)帶動(dòng)Y軸滑桿一(33)或Y軸滑桿二(34)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)X軸皮帶齒輪一(41)和X軸皮帶齒輪二(42)同步轉(zhuǎn)動(dòng)；Y軸電機(jī)通過Y軸皮帶齒輪三(53)帶動(dòng)X軸滑桿一 (23)或X軸滑桿二(24)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)Y軸皮帶齒輪一(51)和Y軸皮帶齒輪二(52)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置，其特征在于，機(jī)頭一控制模塊通過分別控制X軸電機(jī)和Y軸電機(jī)來控制機(jī)頭固定裝置(I)上的機(jī)頭一按照加工參數(shù)信息進(jìn)行移動(dòng)，機(jī)頭二控制模塊通過分別控制X軸電機(jī)和Y軸電機(jī)來控制機(jī)頭固定裝置(I)上的機(jī)頭二按照加工參數(shù)信息進(jìn)行移動(dòng)，且在加工時(shí)機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊交替工作。
9.一種制備創(chuàng)新型教具的方法，該方法是通過如權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中任意一項(xiàng)所述的制備創(chuàng)新型教具的裝置實(shí)現(xiàn)的，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟1:通過模型供給模塊選擇需要制備的教具模型； 步驟2:通過模型供給模塊修改或調(diào)整已選擇的教具模型； 步驟3:將教具模型信息傳遞至打印裝置； 步驟4:數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)接收到的信息計(jì)算出制備該教具模型所需的加工參數(shù)信息； 步驟5:在噴嘴一和噴嘴二中添加物料，加熱噴嘴一、噴嘴二和熱床； 步驟6:通過數(shù)據(jù)分層處理模塊對(duì)教具模型進(jìn)行分層處理，得到每層的加工參數(shù)，并將計(jì)算得到的加工參數(shù)信息傳遞給加工控制模塊； 步驟7:加工控制模塊逐層地將每層的加工參數(shù)分別輸入至機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊； 步驟8:對(duì)機(jī)頭一進(jìn)行零點(diǎn)定位并校準(zhǔn)； 步驟9:通過機(jī)頭一控制模塊控制機(jī)頭一移動(dòng)至噴料加工的起始位置，機(jī)頭一控制模塊控制機(jī)頭一上的噴嘴一噴料，機(jī)頭一控制模塊控制機(jī)頭一沿著預(yù)定的路線移動(dòng)，移動(dòng)結(jié)束后控制噴嘴一停止噴料； 步驟10:機(jī)頭二控制模塊控制機(jī)頭二移動(dòng)至噴料加工的起始位置，機(jī)頭二控制模塊控制機(jī)頭_■上的嗔嘴一嗔料，機(jī)頭_■控制|旲塊控制機(jī)頭~■沿著預(yù)定的路線移動(dòng)，移動(dòng)結(jié)束后控制噴嘴二停止噴料； 步驟11:機(jī)頭一控制模塊和機(jī)頭二控制模塊交替工作，直至加工完一層教具模型，并控制機(jī)頭一移動(dòng)至坐標(biāo)原點(diǎn)； 步驟12:加工控制模塊控制熱床沿著Z軸方向向下移動(dòng)預(yù)定距離，所述預(yù)定距離為每一層的厚度； 步驟13，重復(fù)步驟8?12，直至加工完成整個(gè)教具模型。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所示的制備創(chuàng)新型教具的方法，其特征在于，步驟I中所述的教具模型包括在教材中出現(xiàn)過的人、物和幾何圖形的立體模型。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK104401005SQ201410541764
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】王瑛, 王嘉偉, 張小龍, 金哲稿, 袁廣樂, 魏焓宇, 劉佳, 何旸, 姜偉 申請(qǐng)人:秦皇島天秦三維數(shù)字化技術(shù)有限公司