液面量測(cè)裝置及三維打印機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種量測(cè)裝置，特別是涉及一種能精確地量測(cè)液面高度的液面量測(cè)裝置及三維打印機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在3D 打印(3D printing)的技術(shù)中，立體光固成型法(Stereolithography, SLA)為3D打印的其中一種方式。而利用SLA的3D打印機(jī)是于盛料容器內(nèi)放入光敏樹(shù)脂，借由該光敏樹(shù)脂接收相應(yīng)的光波長(zhǎng)而達(dá)固化成型。
[0003]而在使用液體盛料容器時(shí)，使用者往往需隨時(shí)得知所盛裝之液體容積量(此后提到的液體意指為3D打印中的光敏樹(shù)脂)。對(duì)于該盛料容器，可使用簡(jiǎn)易之標(biāo)記方式，利用容積量與液面高度呈一線(xiàn)性關(guān)系或非線(xiàn)性關(guān)系之特性，于容器上標(biāo)記液體至每個(gè)液面所表示之容積。借此，使用者便可得知所盛裝之液體容積量。但此種測(cè)量方式較為不方便，因?yàn)橛脩?hù)必須將視線(xiàn)水平對(duì)齊該液面，若視線(xiàn)稍微偏高或偏低，都會(huì)造成測(cè)量不精準(zhǔn)，故于此類(lèi)型之盛料容器，一般乃使用一液面量測(cè)裝置，利用可隨液面改變而產(chǎn)生角度變化之浮標(biāo)，間接地測(cè)量液面高度，進(jìn)而獲得液體容積量之信息。
[0004]參閱圖1與圖2,現(xiàn)有的液面量測(cè)裝置適用于一液體儲(chǔ)存容器90,并包含一浮標(biāo)91與一量測(cè)裝置92。該浮標(biāo)91 一端乃漂浮于液面，另一端則連結(jié)至該量測(cè)裝置92，且該浮標(biāo)91可隨液面之變化而以樞軸93為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。該量測(cè)裝置92內(nèi)包括一亦固定于該樞軸93且與該浮標(biāo)91連動(dòng)之支桿94。當(dāng)該浮標(biāo)91隨液面變化而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，便帶動(dòng)該支桿94于一電阻片95上往復(fù)移動(dòng)。而該樞軸93與該電阻片95之一端分別連接至電性接點(diǎn)96與97。由于該樞軸93與該支桿94亦由導(dǎo)體材料所構(gòu)成，故當(dāng)于該電性接點(diǎn)96與97間施加一電壓時(shí)，便可形成如箭頭98所示之導(dǎo)通狀態(tài)，使電流由該電性接點(diǎn)96，通過(guò)該樞軸93、支桿94，及支桿94所在位置右側(cè)之電阻片95返回至該電性接點(diǎn)97。根據(jù)不同的液面高度導(dǎo)致的支桿94轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻片95在箭頭98方向上的傳導(dǎo)路徑長(zhǎng)度會(huì)有所改變，因此從電性接點(diǎn)96至電性接點(diǎn)97之間的傳導(dǎo)路徑的電阻值會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的變化。所以，使用者借由測(cè)量電流強(qiáng)度，并進(jìn)一步參照預(yù)先取得之電流強(qiáng)度與液體容積量關(guān)系，便可得知液體儲(chǔ)存容器90中所儲(chǔ)存之液體容積量。然而，當(dāng)長(zhǎng)期使用此種類(lèi)型之液面量測(cè)裝置時(shí)，電阻片95往往會(huì)因支桿94之往復(fù)移動(dòng)而快速磨損，故需定期更換量測(cè)裝置92中之電阻片95。
[0005]因此，由上述可知:以往液面量測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)不僅操作復(fù)雜，且長(zhǎng)期使用該量測(cè)裝置易造成零件的磨損，進(jìn)一步縮短產(chǎn)品的壽命。故現(xiàn)有的液面量測(cè)裝置仍有進(jìn)一步改善的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種液面量測(cè)裝置及三維打印機(jī)，運(yùn)用不易磨損的零件與簡(jiǎn)單的操作方式，以利于使用者精確地量測(cè)液面高度。
[0007]本發(fā)明液面量測(cè)裝置，適用于一盛裝液體的盛料容器，包含一量測(cè)機(jī)構(gòu)。該量測(cè)機(jī)構(gòu)包括一支架、一可在該支架上樞轉(zhuǎn)且具有一度量尺的旋轉(zhuǎn)盤(pán)、一連接該旋轉(zhuǎn)盤(pán)且可移出地伸入該盛料容器內(nèi)的量測(cè)臂，及一設(shè)置于該支架并用于感測(cè)該旋轉(zhuǎn)盤(pán)之度量尺的傳感器，該量測(cè)臂具有一浮標(biāo)，該浮標(biāo)能浮于液體之表面且隨液面之高度作升降，并連動(dòng)該量測(cè)臂帶動(dòng)該旋轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)，使該傳感器能感測(cè)該度量尺以測(cè)量對(duì)應(yīng)當(dāng)下液體之存量，且顯示對(duì)應(yīng)之刻度值。
[0008]較佳地，該量測(cè)機(jī)構(gòu)還包括一處理器，而該傳感器具有一轉(zhuǎn)換模塊，該轉(zhuǎn)換模塊能將測(cè)量到的刻度值轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)供該處理器接收，使該處理器能實(shí)時(shí)偵測(cè)并顯示目前的液面高度。
[0009]較佳地，該量測(cè)機(jī)構(gòu)之量測(cè)臂還具有一連接該旋轉(zhuǎn)盤(pán)的第一臂段，及一由該第一臂段往該盛料容器內(nèi)延伸的第二臂段，該浮標(biāo)形成于該第二臂段之端部。
[0010]較佳地，該量測(cè)機(jī)構(gòu)之旋轉(zhuǎn)盤(pán)之度量尺具有多個(gè)彼此間隔排列的透光孔，而該傳感器還具有一第一發(fā)射模塊，及一第一接收模塊，該第一發(fā)射模塊能發(fā)射一激光束穿透一個(gè)該透光孔，使該第一接收模塊接收到該激光束，且當(dāng)該旋轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該第一接收模塊能以該激光束的變化來(lái)計(jì)數(shù)，并反應(yīng)對(duì)應(yīng)之刻度值。
[0011]較佳地，該量測(cè)機(jī)構(gòu)還包括一歸零器，該歸零器具有一發(fā)射一激光光線(xiàn)的第二發(fā)射模塊，及一接收該激光光線(xiàn)的第二接收模塊，而該第一臂段具有一遠(yuǎn)離該第二臂段且可遮斷該激光光線(xiàn)的遮斷部，及一介于該第二臂段及該歸零器之間并連接于該旋轉(zhuǎn)盤(pán)的連接部，當(dāng)該遮斷部遮斷該激光光線(xiàn)時(shí)，該第二接收模塊即通知該處理器將計(jì)數(shù)的刻度值歸零。
[0012]較佳地,該液面量測(cè)裝置還包含一連動(dòng)機(jī)構(gòu)，該連動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一連動(dòng)桿及一彈性元件，該連動(dòng)桿樞設(shè)于該量測(cè)機(jī)構(gòu)之支架且可相對(duì)于該支架在一量測(cè)位置及一歸零位置之間樞轉(zhuǎn)，并具有一抵于該盛料容器的推抵桿部、一供該量測(cè)機(jī)構(gòu)之量測(cè)臂可釋放地靠抵其上的頂?shù)謼U部，及一連結(jié)該推抵桿部及該頂?shù)謼U部之間的樞接桿部，而該彈性元件的一端連接于該推抵桿部且另一端連結(jié)于一固定面，當(dāng)該連動(dòng)桿在該量測(cè)位置時(shí)，該盛料容器抵壓該推抵桿部以壓縮該彈性元件，并連動(dòng)該頂?shù)謼U部下移使該第一臂段下降用于測(cè)量，而當(dāng)該連動(dòng)桿在該歸零位置時(shí)，該盛料容器未接觸該推抵桿部，且該彈性元件借由彈性恢復(fù)力推抵該推抵桿部，連動(dòng)該頂?shù)謼U部上移使該第一臂段上升，進(jìn)而連動(dòng)該遮斷部遮斷該第二發(fā)射模塊所射出的該激光光線(xiàn)，使該處理器將計(jì)數(shù)的刻度值歸零。
[0013]本發(fā)明三維打印機(jī),包含一盛料容器、一量測(cè)機(jī)構(gòu)、一激光器、一掃描機(jī)構(gòu)，及一成型機(jī)構(gòu)。該盛料容器包括一具透光性的底壁，及一由該底壁周沿延伸的圍繞壁，該底壁及圍繞壁相配合圍繞界定一具有一開(kāi)口的容室，該容室用于盛裝具光固化性之液體。該量測(cè)機(jī)構(gòu)包括一支架、一可在該支架上樞轉(zhuǎn)且具有一度量尺的旋轉(zhuǎn)盤(pán)、一連接該旋轉(zhuǎn)盤(pán)且可移出地伸入該盛料容器內(nèi)的量測(cè)臂，及一設(shè)置于該支架并用于感測(cè)該旋轉(zhuǎn)盤(pán)之度量尺的傳感器，該量測(cè)臂具有一浮標(biāo)，該浮標(biāo)能浮于液體之表面且隨液面之高度作升降，并連動(dòng)該量測(cè)臂帶動(dòng)該旋轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)，使該傳感器能感測(cè)該度量尺以測(cè)量對(duì)應(yīng)當(dāng)下液體之存量，且顯示對(duì)應(yīng)之刻度值。該激光器用于發(fā)射一激光束。該掃描機(jī)構(gòu)用于將該激光束反射至該盛料容器的底壁并照射于該液體。該成型機(jī)構(gòu)可穿伸該盛料容器之開(kāi)口而相對(duì)于該盛料容器上下移動(dòng)，借以拉伸該液體固化后的一制品。
[0014]較佳地，該量測(cè)機(jī)構(gòu)還包括一處理器，而該傳感器具有一轉(zhuǎn)換模塊，該轉(zhuǎn)換模塊能將測(cè)量到的刻度值轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)供該處理器接收，使該處理器能實(shí)時(shí)偵測(cè)并顯示目前的液面高度。
[0015]較佳地，該量測(cè)機(jī)構(gòu)之量測(cè)臂還具有一連接該旋轉(zhuǎn)盤(pán)的第一臂段，及一由該第一臂段往該盛料容器內(nèi)延伸的第二臂段，該浮標(biāo)形成于該第二臂段之端部。
[0016]較佳地，該量測(cè)機(jī)構(gòu)之旋轉(zhuǎn)盤(pán)之度量尺具有多個(gè)彼此間隔排列的透光孔，而該傳感器還具有一第一發(fā)射模塊，及一第一接收模塊，該第一發(fā)射模塊能發(fā)射一激光束穿透一個(gè)該透光孔，使該第一接收模塊接收到該激光束，且當(dāng)該旋轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該第一接收模塊能以該激光束的變化來(lái)計(jì)數(shù)，并反應(yīng)對(duì)應(yīng)之刻度值。
[0017]較佳地，該量測(cè)機(jī)構(gòu)還包括一歸零器，該歸零器具有一發(fā)射一激光光線(xiàn)的第二發(fā)射模塊，及一接收該激光光線(xiàn)的第二接收模塊，而該第一臂段具有一遠(yuǎn)離該第二臂段且可遮斷該激光光線(xiàn)的遮斷部，及一介于該第二臂段及該歸零器之間并連接于該旋轉(zhuǎn)盤(pán)的連接部，當(dāng)該遮斷部遮斷該激光光線(xiàn)時(shí)，該第二接收模塊即通知該處理器將計(jì)數(shù)的刻度值歸零。
[0018]較佳地,該三維打印機(jī)還包含一連動(dòng)機(jī)構(gòu)，該連動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一連動(dòng)桿及一彈性元件，該連動(dòng)桿樞設(shè)于該量測(cè)機(jī)構(gòu)之支架且可相對(duì)于該支架在一量測(cè)位置及一歸零位置之間樞轉(zhuǎn)，并具有一抵于該盛料容器的推抵桿部、一供該量測(cè)機(jī)構(gòu)之量測(cè)臂可釋放地靠抵其上的頂?shù)謼U部，及一連結(jié)該推抵桿部及該頂?shù)謼U部之間的樞接桿部，而該彈性元件的一端連接于該推抵桿部且另一端連結(jié)于一固定面，當(dāng)該連動(dòng)桿在該量測(cè)位置時(shí)，該盛料容器抵壓該推抵桿部以壓縮該彈性元件，并連動(dòng)該頂?shù)謼U部下移使該第一臂段下降用于測(cè)量，而當(dāng)該連動(dòng)桿在該歸零位置時(shí)，該盛料容器未接觸該推抵桿部，且該彈性元件借由彈性恢復(fù)力推抵該推抵桿部，連動(dòng)該頂?shù)謼U部上移使該第一臂段上升，進(jìn)而連動(dòng)該遮斷部遮斷該第二發(fā)射模塊所射出的該激光光線(xiàn)，使該處理器將計(jì)數(shù)的刻度值歸零。
[0019]較佳地，該三維打印機(jī)還包含一外殼，該外殼包括一殼體及一上蓋，該殼體界定一存取口，該上蓋可掀合地蓋合于該存取口，且該殼體與該上蓋共同界定一內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間供該盛料容器、量測(cè)機(jī)構(gòu)、連動(dòng)機(jī)構(gòu)、激光器、掃描機(jī)構(gòu)及成型機(jī)構(gòu)設(shè)置其中。
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