IPC分类号：
A47B41/00 | A47B41/02 | A47B13/00 | B29C64/30 | B33Y30/00
国民经济行业分类号：
C2190 | C2110 | C2120 | C2130 | C2140
当前申请(专利权)人：
青岛承鲁三维增材制造科技服务有限公司
原始申请(专利权)人：
青岛承鲁三维增材制造科技服务有限公司
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266555 山东省青岛市黄岛区灵山卫街道灵海路3111号 (山东,青岛,黄岛区)
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91370211MA3PU4H83X
工商注册地址：
青岛市黄岛区灵山卫街道灵海路3111号青岛黄海学院知诚楼五楼
摘要：
本发明涉及一种多功能创客教育桌，其包括桌体模块，桌面控制模块和打印模块，所述桌体模块围绕所述桌面控制模块四周，所述桌体模块的中间部分和所述桌面控制模块的下部能够形成空余空间，所述打印模块设置于所述空余空间内，所述桌面控制模块能够打开或关闭所述空余空间，所述桌面控制模块打开所述空余空间时，所述打印模块能够提升至所述空余空间之上，以便观察3D打印机的工作过程，所述桌面控制模块关闭所述空余空间，所述打印模块收放到所述空余空间中时，也可以正常的工作。本发明具有多种功能和多种工作模式，降低打印过程中会产生大量的粉尘污染和噪声污染，创造良好的学习和工作环境。
技术问题语段：
现有的教育教学设备中，传统的打印机存在占地空间大、操作不便等问题，影响了教学或者办公效率。同时，将3D打印机放在学习研究用桌面上也会占用大量的空间，不利于桌面的有效利用，也不便于3D打印机的移动和打印的稳定性。现有的解决方案是减小3D打印机的体积和成型体积，但这会降低其实用程度和稳定性，而且使用塑料结构会进一步降低使用时长和稳定性。因此，需要一种新的教育工作平台，解决打印机所占空间大与其难以移动的问题。
技术功效语段：
本发明提供了一种3D打印设备，其打印平台可以上下往复运动，形成对向双Z轴打印平台升降结构，从而提高了打印速度和稳定性，同时外观更简洁，方便观察打印过程。
权利要求：
1.一种多功能创客教育桌，其包括桌体模块、桌面控制模块和打印模块，所述桌体模块围绕所述桌面控制模块四周设置，并与所述桌面控制模块可拆卸的固定连接，其特征在于：
所述桌体模块的中间部分和所述桌面控制模块的下部能够形成一空余空间，所述打印模块可容纳于所述空余空间内，所述桌面控制模块能够打开或关闭所述空余空间，所述桌面控制模块打开所述空余空间时，所述打印模块中的3D打印机能够提升至所述空余空间之上，以便观察3D打印机的工作过程，所述3D打印机收放到所述空余空间中时，所述桌面控制模块关闭所述空余空间，所述3D打印机也可以正常的工作。
2.根据权利要求1所述的一种多功能创客教育桌，其特征在于：所述桌体模块包括多个桌体组件，所述桌体组件可以由标准件构成，同类产品可以互换使用，所述桌体组件能够相互拼接组装成为整体，所述桌体组件在进行组装拼合时，设置锁止机构固定相邻的桌体组件。
3.根据权利要求2所述的一种多功能创客教育桌，其特征在于：所述桌体组件与桌体组件之间采用楔形键连接和/或采用卡合结构连接。
4.根据权利要求2所述的一种多功能创客教育桌，其特征在于：所述桌体模块还可包括控制主控制屏和/或副控制屏运动的驱动机构，所述桌体组件还设置有容置部或收纳部，用于容纳主控制屏和/或副控制屏。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种多功能创客教育桌，其特征在于：所述桌面控制模块包括固定桌面部、活动桌面部，所述固定桌面部的外边缘形状与所述桌体组件拼接组装后内侧形成的空余空间形状相一致，每一个所述桌体组件通过螺栓和/或键分别与所述固定桌面部可拆卸的固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种多功能创客教育桌，其特征在于：所述活动桌面部与所述固定桌面部固定连接，所述活动桌面部包括活动密封片和驱动活动密封片运动以开合所述活动桌面部的驱动机构。
7.根据权利要求6所述的一种多功能创客教育桌，其特征在于：所述桌体组件设置有后背板，所述活动桌面部、所述桌面控制模块及所述桌体组件后背板形成封闭的空间。
8.根据权利要求7所述的一种多功能创客教育桌，其特征在于：所述打印模块包括升降机构，所述升降机构带动放置在其上的3D打印机上升、下降。
9.根据权利要求8所述的一种多功能创客教育桌，其特征在于：所述升降机构包括丝杆，旋转所述丝杆从而带动3D打印机升降。
10.根据权利要求9所述的一种多功能创客教育桌，其特征在于：所述3D打印机包括对向设置的两个丝杆，所述两丝杆靠近所述3D打印机的对角支撑腿设置，所述两个丝杆驱动所述打印平台升降运动。
技术领域：
[0001]本发明涉及教育技术设备领域，尤其涉及一种多功能创客教育桌。
背景技术：
[0002]在教育教学领域，培养学生的创新能力，加强和提高学生的动手能力和观察能力一直是教学追求的目标，现在的教育教学设备也配合以上教育目标而不断改进，有利于融合科学研究、技术制作、艺术创作的多功能创客教育桌不断地被开发出来。特别是最近几年，我国创客教育迎合这一教育教学目标，在培养学生在科学、技术、工程、数学的综合能力方面发挥重要作用，教学机构在教育教学中也越来越应用创客教育的思维，迫切希望能够在教育教学中引进利于达到上述教育目标的教育工作平台。同时，随着这种需求的不断扩大和对创客教育的不断重视，创客教育教学设备的市场也在不断的扩大。许多教育教学机构都推出了新式的创客教育用操作设备，特别是把3D打印机引入到教育教学工作中。
[0003]例如，社会上涌现了一些创客教育工作室、STEM教育、Maker教育、实验室以及其他工作室均在大力推广3D打印技术。在学习、推广3D打印机的过程中，为了便于观察学习或改进研究，通常每个学习、研究人员配备一台3D打印机，使得3D打印机的利用效率较低，占用空间大，造成创客教育过程中桌子的可以使用空间过小，学习、研究人员无法正常进行活动，和其他的一些操作。或者所有人员观察研究一台3D打印机，学习研究人员无法有效及时地操作，特别是他们在进行学习创作的过程中，无法实时地对产品方案进行改进，也不利于学习研究人员更加充分仔细地观察3D打印的过程。
[0004]现有的教育教学工作设备中所使用的是传统的打印机，在教学或者办公的时候也存在一些占地空间大，不容易操作的问题，影响教学或者办公效率。
[0005]同时，在学习研究3D打印机时，将3D打印机放在学习研究用桌面上也会占用大量的空间，影响桌面的有效利用，而且也不便于3D打印机的移动和打印的稳定性。现有教育教学中，为了节省3D打印机所占的空间，通过减小3D打印机的体积和成型体积，而减少其所占的空间，但这种做法大大的降低了3D打印机的成型体积以及实用程度，而且还有大部分采用塑料结构，这样大大的降低了3D打印机的使用时长和稳定性。很少有从根本上去解决打印机所占空间大与其难以移动的问题。
发明内容：
[0006]本发明所要解决的技术问题是克服现有上述技术的不足，提供一种多功能创客教育桌。
[0007]本发明的目的是提供一种节省空间、便于观察操作的多功能创客教育桌，解决了传统创客教育中3D打印机放置困难、难以移动、造成粉尘污染、噪声污染的问题。
[0008]本发明的另一目的是提供一种多功能创客教育桌，通过机器与桌子相结合，设置活动桌面，实现了一桌多功能，既节省了空间，又增加了空间的利用率。节省教育教学中购买设备所需要的资金投入。
[0009]本发明的另一目的是提供一种工作稳定、工作精度更高的多功能创客教育桌，通过设置对向双Z轴打印平台升降结构使机器更加稳定，打印平台升降精度更高。
[0010]为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
[0011]一种多功能创客教育桌，其包括桌体模块、桌面控制模块和打印模块，所述桌体模块围绕所述桌面控制模块四周设置，并与所述桌面控制模块可拆卸的固定连接，所述桌体模块的中间部分和所述桌面控制模块的下部能够形成一空余空间，所述打印模块容纳于所述空余空间内，所述桌面控制模块能够打开或关闭所述空余空间，所述桌面控制模块打开所述空余空间时，所述打印模块能够提升至所述空余空间之上，以便观察3D打印机的工作过程，所述打印模块放到所述空余空间中时，所述桌面控制模块关闭所述空余空间，所述打印模块收放到所述空余空间中时，也可以正常的工作。打印模块与桌体模块的这种布置，能够使多人共享一台3D打印机设备，节省办公办学空间，降低成本，而且方便多人进行沟通讨论。同时，因所述桌面控制模块能够打开或者关闭所述空余空间，所述打印模块能够自由进出所述空余空间，能够降低因3D打印机工作时对学习工作造成干扰，降低3D打印机工作时带来的粉尘和噪声污染，保证良好的学习和工作环境。
[0012]所述桌体模块包括多个桌体组件，所述桌体组件能够相互拼接组装成为一整体，所述桌体组件在进行组装拼合时，设置锁止机构固定相邻的桌体组件，使桌体组件之间紧密配合不会产生跳动和松动脱落的现象，整个桌体组件更加紧固，保持工作平台的稳定性。
[0013]优选地，所述桌体组件与桌体组件之间采用楔形键连接和/或采用卡合结构连接。
[0014]所述桌体组件可以由标准件构成，同类产品可以互换使用，这样单个桌体组件损坏时，方便更换，也便于桌体模块随意调整组装拼合。
[0015]所述桌体模块还可包括控制主控制屏和副控制屏运动的驱动机构，所述桌体组件桌面上可设置容置部，用于放置主控制屏和副控制屏，也可以在靠近所述打印模块侧的桌面上设置显示屏收纳部，当不使用本发明工作平台的显示屏进行编程或控制时，所述显示屏收纳到容置部或收纳部，当显示屏收容到容置部时，显示屏上表面与桌面基本水平，以保证桌体组件的正常使用，当显示屏收容到收纳部时，显示屏顶部与桌面基本平齐或略低于桌面，以保证桌面的正常使用。
[0016]所述桌面控制模块包括固定桌面部、活动桌面部，所述固定桌面部的外边缘形状与所述桌体组件拼接组装后内侧形状相一致，每一个所述桌体组件通过螺栓和/或键分别与所述固定桌面部可拆卸的固定连接，以避免产生滑动摇晃和配合不稳定跳动的现象。
[0017]所述活动桌面部与所述固定桌面部固定连接，所述活动桌面部包括活动密封片和驱动活动密封片运动以开合所述活动桌面部的驱动机构，所述桌体组件设置有后背板，所述活动桌面部、所述桌面控制模块及所述桌体组件后背板形成基本上封闭的空间，以更好地解决打印机打印时的噪声污染和粉尘污染的问题。
[0018]所述打印模块包括升降机构，所述升降机构包括升降连杆、连杆支撑座、底板及导向支撑架、丝杆，所述升降连杆至少包括两组由端部相互铰接的连杆组成的铰接杆，所述铰接杆至少包括两个端部相互铰接的连杆。所述升降连杆一端固定在所述连杆支撑座上，所述导向支撑架设置在所述升降连杆顶部，所述导向支撑架上设置有供所述丝杆穿过的螺纹孔，当电机驱动所述丝杆转动时，所述导向支撑架随之上升、下降，从而推动放置在其上的3D打印机设备上升、下降。
[0019]所述打印模块还包括置于升降机构的所述导向支撑架上的3D打印机，所述3D打印机包括对向设置的两个丝杆，所述丝杆靠近对角的两支腿设置，所述两个丝杆与所述打印平台形成对向双Z轴打印平台升降结构，所述丝杆旋转时，所述打印平台可以在所述丝杠上上下往复运动，是以本发明形成对向双轴打印平台升降结构，外观上使打印机看起来更加简洁，更有利于观察打印过程，提高了打印速度和稳定性，并方便对设备的打印过程进行全方位的观察。
具体实施方式：
[0030]以下以一种多功能创客教育六角桌为例，结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]如图1所示，本发明为一种多功能一体化多功能创客教育桌，其包括桌体模块1、桌面控制模块2和打印模块3，所述桌体模块1包括六个桌体组件，每个桌体组件形状结构大致相同，桌面呈梯形，桌面外侧的宽度大于桌面内侧的宽度，六个桌体组件能够两两拼接成为一整体，拼接后中间形成如图4所示的六边形空余空间。所述桌体模块还可包括控制主控制屏4和副控制屏5运动的驱动机构。
[0032]优选地，如图2所示，所述桌体组件可以由标准件构成，同类产品可以互换使用，这样单个桌体组件损坏时，方便更换，也便于桌体模块随意调整组装拼合。每个桌体组件包括桌面、侧板8、后背板和支撑板7，所述后背板的两侧分别与所述侧板8连接，形成支撑桌面的框架结构，所述支撑板7设置在侧板8之间，在增加桌体组件强度和稳定性的同时，可以用于放置工具和书籍文具等物品，所述桌面下方还设置有可开合的工具箱6。
[0033]所述桌体组件桌面上可设置容置部10，用于放置主控制屏4和副控制屏5，，也可以在靠近所述打印模块3侧的桌面上设置显示屏收纳部，当不使用本发明工作平台的显示屏进行编程或控制时，所述显示屏收纳到容置部或收纳部，当显示屏收容到容置部时，显示屏上表面与桌面基本水平，以保证桌体组件的正常使用，当显示屏收容到收纳部时，显示屏顶部与桌面基本平齐或略低于桌面。显示屏收放的控制采用常用的独立控制方式，也可以设置一个总控，控制显示屏的收放，也可以由所述主控制屏控制副控制屏的收放。优选地，本发明采用升降式显示屏，主控制屏可进行3D打印切片并对打印机进行控制，控制打印机打升降和打印过程。副显示屏幕可进行三维建模与学习。当然，也可以不设置所述主控制屏，各个控制屏上可以进行编程，独立进行程序控制，控制打印操作。
[0034]所述桌体组件在进行组装拼合时，设置锁止机构固定相邻的桌体组件，使桌体组件之间紧密配合不会产生跳动和松动脱落的现象，整个桌体组件更加紧固，保持工作平台的稳定性。优选地，桌体组件与桌体组件之间采用楔形键连接，或者桌体组件与桌体组件之间采用卡合结构连接，桌体组件之间结合的更为紧密，不易松动脱落，形成为一个更为稳定的工作台。
[0035]如图4所示，所述桌面控制模块2包括固定桌面部29，所述固定桌面部29的外边缘形状与桌体组件组装后内侧形成形状相一致，所述固定桌面部29与所述桌体组件可拆卸地固定连接。优选地，通过螺栓和/或键将每个桌体组件分别与所述固定桌面部29可拆卸的固定连接，以避免产生滑动摇晃和配合不稳定跳动的现象。所述桌体组件相互之间使用楔形键和/或卡合结构连接，所述桌体组件与所述固定桌面部29采用螺栓连接和/或键连接不仅使桌体组件配合的更加紧固而且这些结构容易拆卸使模块化的桌子拼接更加便捷。
[0036]如图4和5所示，所述桌面控制模块2还包括活动桌面部9，所述活动桌面部9与所述固定桌面部29固定连接，所述活动桌面部9包括活动密封片11和驱动活动密封片运动以开合所述活动桌面部9的驱动机构，所述驱动机构包括电机、驱动齿轮12、从动齿轮13和连动杆14，电机带动驱动齿轮12转动，驱动电机12使从动齿轮13旋转从而驱动所述连动杆14，所述连动杆14一端与所述活动密封片11相连，另一端与所述从动齿轮13相连，在所述连动杆14的带动下，所述活动密封片11实现开合运动。当所述活动密封片向外伸出形成密封的活动桌面部9，所述活动桌面部9、所述桌面控制模块2及所述后背板形成基本上密闭的空间，以解决打印机打印时的噪声污染和粉尘污染的问题。当然在通风良好的情况下，这种密闭的空间也不是必需的。本发明的桌面控制模块2采用飞剪机构结构简单，转动平稳，各部分运动等速，有良好的密闭性，齿轮传动力量大，易锁住。
[0037]本发明的所述活动桌面部也可以采用使所述活动密封片在驱动机构的带动下向侧面移动的结构，当所述活动密封片向外侧移动时，隐藏于所述桌面固定部下侧，从而打开桌面，从桌体组件内部升起的打印机可以移动到桌面之上，如图3所示。
[0038]如图6和7所示，打印模块3容置在所述桌体模块1和所述桌面控制模块2所围成的空间内，其包括打印机升降机构15、打印机。如图8所示，所述打印机包括支撑腿26、顶部框架、支撑杆22、丝杆27、横向导轨19、纵向导轨28、打印头和20和打印平台23，所述支撑腿26设置在底板的角部，顶部设置有固定框架，所述打印头能够在所述横向导轨19、所述纵向导轨28上往复运动。所述两丝杆27分别靠近对角的所述支撑腿26设置，优选地，所述支撑腿有角钢制成，所述丝杆设置在所述支撑腿内侧。所述步进电机24驱动所述丝杆旋转，所述丝杆旋转时，所述打印平台23可以在所述丝杠27上上下往复运动，是以本发明形成对向双轴打印平台升降结构，外观上使打印机看起来更加简洁，更有利于观察打印过程，在结构上对向双Z轴打印平台升降结构使设备运行更加稳定，打印平台升降精度更高，从而提高打印速度和稳定性，并方便对设备的打印过程进行全方位的观察。
[0039]图6示出了打印机在升降机构15的带动下降落到所述桌体模块1和所述桌面控制模块2所形成的密封空间内的情形，图7示出了打印机在升降机构15的带动下升高到所述桌体模块1和所述桌面控制模块2所形成的密封空间内的情形。所述升降机构15包括升降连杆16、连杆支撑座17、底板18及导向支撑架30、丝杆31，所述升降连杆16至少包括两组由端部相互铰接的连杆组成的铰接杆，为进一步增加所述升降机构运行的稳定性，两组所述铰接杆的连杆中部可以固定在一起，所述铰接杆至少包括两个端部相互铰接的连杆。所述升降连杆16一端固定在所述连杆支撑座16上，所述导向支撑架30设置在所述升降连杆16顶部，所述导向支撑架30上设置有供所述丝杆31穿过的螺纹孔，当电机驱动所述丝杆31转动时，所述导向支撑架30随之上升、下降，从而推动放置在其上的打印机上升、下降。优选地，所述底板18设置有防滑部件，这样更有利于保持所述升价机构稳定地支撑打印机的打印工作，所述升降机构15采用平行四边形原理铰接，伸缩灵活、行程大。所述打印机升降机构还可以装配有智能红外线探头防碰撞装置，遇到人或异物一定距离可自动返回运行，从而保证打印平台升降安全。
[0040]本发明的多功能创客教育桌的桌体模块、桌面控制模块形成为一体，桌体模块与桌面控制模块之间通过螺栓连接和/或键连接，每个桌体组件与所述桌面控制模块中间使用两根螺使桌体组件与桌面控制模块配合的更加紧密更加牢固，不易产生滑动摇晃和配合不稳定跳动的现象。
[0041]本发明具有多种功能和多种工作模式，当控制打印机落入到所述桌体组件中央的空间内时，桌面可以作为学习、工作的桌子，如图4所示。由于打印机模块和显示屏控制单独进行，在需要观察打印过程时，可以如图3所示的那样将显示屏收放到容置部或收纳部，视线不受任何阻碍地观察研究打印过程；也可以像如图2所示的那样，边观察打印过程，边操作编辑屏幕。由于打印过程中会产生大量的粉尘污染和噪声污染，不利于学生、工作人员的健康，也不利于创造良好的学习和工作环境，本发明在不需要观察打印过程时，可以将打印机收放到桌体模块和桌面控制模块所形成的密封空间内，极大地改善了不利的方面。
[0042]本发明的打印机采用自主创新独特的对向双Z轴打印平台升降结构，Z轴丝杆放置在打印机的两个对角上，通过底部的步进电机带动丝杆转动，使平台进行升降如图6和7所示，有利于提高打印速度和稳定性以及有利于对机器的打印过程进行全方位的观察。
[0043]本发明的桌体组件控制模块顶部形成有活动密封片形成良好的密封，配额和桌体组件后背板形成密封打印机的空间，极大地改善了噪声和粉尘污染。