手持3D绘制装置及其往复式送料机构和持续送料方法

手持3D绘制装置及其往复式送料机构和持续送料方法实质审查发明

技术领域

[0001] 本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种手持3D绘制装置及其往复式送料机构和持续送料方法。

具体实施方式

[0113] 以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定
的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有
背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

[0114] 本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、 “下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、 “内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是
指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述
术语不能理解为对本发明的限制。

[0115] 可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语
“一”不能理解为对数量的限制。

[0116] 如图1至图18所示是根据本发明的第一个优选实施例的手持3D绘制装置，其中所述手持3D绘制装置用来将一固体的耗材1加热熔化以形成3D绘制材料，其包括一绘制主体
10、一往复式送料机构20、和一热熔机构30。所述绘制主体10包括一控制器11和一手持壳
体12，所述手持壳体12内形成用于输送该耗材1的一输送通道13，所述输送通道13具有一
进口131和一出口132，该耗材从所述输送通道13的所述进口131插入所述输送通道 13，由
所述往复式送料机构20在所述控制器11的控制下将该耗材1向所述输送通道13的所述出
口132输送，并在所述控制器11的控制作用下由所述热熔机构30加热熔化而形成该3D绘制
材料，该3D绘制材料从所述输送通道13的所述出口132被挤出并经冷却后形成需要的3D绘
制作品。

[0117] 优选地，所述手持壳体12的外观呈笔状，从而本发明的所述手持3D绘制装置形成一 3D绘画笔，以供使用者的手的方便握持并进行3D绘画操作。所述手持壳体12可以包括两
部分壳体121，这两部分壳体121相互组装在一起以形成所述手持壳体12，并且两部分壳体
121之间形成一内腔122，以用于容纳所述控制器11和所述往复式送料机构20，并且在所述
内腔122中形成用于输送该耗材1的所述输送通道13。

[0118] 可以理解的是，所述输送通道13可以由所述手持壳体12形成，也可以通过单独的管道延伸进入所述手持壳体12的所述内腔122中而形成。参照图2至图4所示，在本发明的
这个实施例中，所述绘制主体10包括一输送管道14，以用来形成部分所述输送通道13。所
述绘制主体10还包括一头端壳体15。所述热熔机构30包括一加热元件31、一加热管道 32和
一连接管道33，所述加热管道32和所述连接管道33也用来形成部分所述输送通道 13。所述
所述头端壳体15用来容纳和组装所述加热管道32，所述加热元件31设置于所述加热管道
32以对到达所述加热管道32的该耗材1进行加热，从而使固体的该耗材1熔化形成该3D绘
制材料。所述头端壳体15具有多个散热孔151，以供在所述加热元件31加热该耗材1时通过
所述散热孔151进行散热。

[0119] 所述连接管道33，其连接于所述加热管道32，并且所述加热管道32是金属材质，以适合于导热，所述连接管道33可以是塑料材质，以防止该耗材1在到达加热管道32之前就
熔化。加热管道32用来形成部分所述输送通道13并且加热管道32前端的喷嘴形成所述输
送通道13的所述出口132。

[0120] 如图4至图6所示，所述绘制主体10还包括一容纳壳体16。所述输送管道14组装于所述容纳壳体16并且穿过所述容纳壳体16。所述容纳壳体16也可以包括两部分壳体161，
其相互组装在一起以形成所述容纳壳体16，并且两部分壳体161之间形成一容纳腔162，以
供安装和容纳所述往复式送料机构20。

[0121] 如图3至图6所示，所述输送管道14包括沿所述手持壳体12的长度方向前后排列的一第一部分管道141和一第二部分管道142，所述第一部分管道141的一入口端1411形成所
述输送通道13的所述进口131，所述第一部分管道141的一出口端1412延伸进入所述容纳
壳体16以使所述第一部分管道141组装于所述容纳壳体16。所述第二部分管道142 的一入
口端1421延伸进入所述容纳壳体16。相应地，所述容纳壳体16的所述容纳腔162 形成有两
个容纳槽1621，以分别供组装和容纳所述第一部分管道141的所述出口端1412 和所述第二
部分管道142的所述入口端1421，所述第二部分道道的一出口端1422连接于所述连接管道
33。

[0122] 所述容纳腔162中还形成有一送料空间1622，其分别与两个所述容纳槽1621相连通，所述第一部分管道141的所述出口端1421和所述第二部分管道142的所述入口端1421
互相间隔，以使所述送料空间1622位于所述第一部分管道141的所述出口端1421和所述第
二部分管道142的所述入口端1421之间，这样该耗材1穿过所述第一部分管道141和所述第
二部分管道142之后，在所述送料空间1622的位置，该耗材1对应所述送料空间1622 的部分
会露出，以供所述往复式送料机构20作用于该耗材1对应所述送料空间1622的部分，以驱
动该耗材1向所述绘制主体10的所述输送通道13的所述出口132移动。

[0123] 该耗材1是固体热熔性材料，例如PLA(聚乳酸)材料或ABS(丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物)材料，在被所述热熔机构30加热熔化后从所述绘制主体10的前端的所述出口
132挤出，经冷却后形成该3D作品。该耗材1可以呈棒状或条状，优选地，该耗材1横截面是
圆形，该耗材1呈圆柱体形状，相应地，所述绘制主体10的所述输送通道13也呈圆形，以与
该耗材1相适配。

[0124] 在本发明这个示意的实施例中，所述加热元件31电连接于所述控制器11并通过电加热的方式加热该耗材1。可以理解的是，所述加热元件31可以是加热电阻丝、发热薄膜、
金属陶瓷发热体(MCH)、PTC发热体等。所述热熔机构30还可包括设置于所述加热元件31的
一温度探测器34，以用于探测其温度，从而方便通过所述控制器11控制所述加热元件31的
加热操作。

[0125] 如图3至图8所示，所述往复式送料机构20包括至少一动力源21、至少一送料组件 22和至少一传动组件23，在所述动力源21提供动力供应条件下，所述送料组件22受对应的
所述传动组件23驱动而往复移动，在所述送料组件22向前移动时，其作用于该耗材1 以使
该耗材1随着所述送料组件22同步地移动，以在所述输送通道13内向所述出口132 输送。

[0126] 在本发明的这个实施例中，所述往复式送料机构20包括多个所述送料组件22，各个所述送料组件22包括一送料元件221，各个所述送料元件221受所述驱动组件21的驱动
而产生往复位移，并且在各个所述送料元件221向前移动过程中，各个所述送料元件221与
该耗材1的表面相接触，并且各个所述送料元件221推动该耗材1向前移动，从而用来将该
耗材1向前输送。

[0127] 更具体地，所述往复式送料机构20的各个所述送料组件22还包括一驱动架222，各个所述送料元件221连接于对应的所述驱动架222，其中各个所述送料元件221可以组装于
对应的所述驱动架222，或者各个所述送料元件221与对应的所述驱动架222一体成形。

[0128] 参考图9所示，各个所述送料元件221相对于所述绘制主体10的所述输送通道13呈倾斜状态地布置。更具体地，各个所述送料元件221自连接于所述驱动架222的连接点位置
朝向所述输送通道13的所述出口132的那一侧倾斜地延伸，以与所述输送通道13形成一锐
角的夹角。多个所述送料元件221位于所述输送通道13的周围，这样当该耗材1被插入所述
输送通道13中时，多个所述送料元件221将位于该耗材1的周围以对该耗材1产生夹持力，
并且推动该耗材1向前移动。在本发明的这个实施例中，所述往复式送料机构20 包括两个
所述送料组件22，其中两个所述送料组件22的两个所述送料元件221位于所述输送通道13
的相反两侧，以从相反两侧对该耗材1产生推动作用力。

[0129] 各个所述送料元件221可以是实施为一个刀片，其固定连接于对应的所述驱动架222，各个所述送料元件221具有一刃面2211，其在所述送料元件221被驱动向前移动时，所
述刃面2211接触并切入该耗材1的前面以驱动该耗材1向前移动。或者各个所述送料元件
221可以是实施为一个弹性片，其与对应的所述驱动架222一体成形。

[0130] 该耗材1被向前驱动移动时，在一个所述送料元件221的送料周期中，只有所述送料元件221所述刃面2211与该耗材1的表面相接触。这样，所述往复式送料机构20与该耗
材1的接触表面相对较小，在本发明的所述手持3D绘制装置还配置有染色机构时，所述送
料元件221的所述刃面2211上粘染的染料会较小，从而对该染色进行换色染色操作时，会
产生较小的颜色干扰。

[0131] 各个所述送料元件221保持上述倾斜状态地与该耗材1接触，在各个所述送料元件221 受驱动而向前移动时，各个所述送料元件221产生对该耗材的向前的作用力，从而驱动
该耗材1向前移动。并且在本发明的这个实施例中，一个所述送料元件221受驱动而向后移
动时，这个向后移动的所述送料元件221对该耗材1向后作用力较小，而至少有另一个所述
送料元件221受驱动而向前移动以对该耗材1产生相对较大的向前作用力，从而在该耗材1
的向前输送过程中，始终有至少一个所述送料元件221驱动该耗材1向前移动。

[0132] 所述往复式送料机构20的所述动力源21包括一驱动电机211、一输出轴212和一电源模块213，所述电源模块213可以包括一可充电电池，以为所述驱动电机211提供电能供
应，或者所述电源模块213可以适用于连接至一外部电源，以将该外部电源的提供的电能
转换为可供所述手持3D绘制装置使用的电能，从而驱动所述驱动电机211。所述输出轴212
在所述驱动电机211的带动作用下转动以驱动所述传动组件23，所述传动组件23和所述驱
动架222相配合以将所述输出轴212的转动转变成驱动所述驱动架222的线性移动。

[0133] 所述控制器11包括一控制电路板111和一控制开关112，所述控制电路板11电连接于所述电源模块213和所述驱动电机211，以用来控制所述驱动电机211的打开和关闭以及
调节所述驱动电机211的转速。所述控制开关112被设置于所述手持壳体12，以方便使用者
的控制操作。

[0134] 所述容纳壳体16的所述容纳腔162进一步地具有一组装槽1623，以用于容纳和安装所述往复式送料机构20的所述动力源21的所述驱动电机211。所述容纳壳体16的所述容
纳腔162内形成的所述送料空间1622还实施为滑槽，以用来允许和限制两个所述驱动架
222 的滑动位移。

[0135] 参考图5至图8所示，所述传动组件23包括一连接元件231和一往复控制轮232，所述连接元件231连接于所述动力源21的所述输出轴212，所述往复控制轮232连接于所述连
接元件231，从而所述往复控制轮232在所述连接元件231随着所述输出轴212转动时能同
步地转动，并且所述往复控制轮232用来驱动所述驱动架222产生往复移动，以进一步地带
动所述送料元件221来回往复移动。

[0136] 各个所述驱动架222包括互相间隔的一前侧作用面2221和一后侧作用面2222，两者之间形成一作用槽2223，所述前侧作用面2221指的是离所述绘制主体10的所述输送通
道13 的所述出口132距离更近的那一侧的作用面，所述后侧作用面2222和所述前侧作用面
2221 位于所述作用槽2223的相反两侧。所述往复控制轮232在这个实施例中实施为凸出于
所述连接元件231并沿圆周方向延伸的轮状部件，并且其包括位于相反两侧的一前侧驱动
面 2321和一后侧驱动面2322，所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321能够作用于对应
的所述驱动架222的所述前侧作用面2221，所述往复控制轮232的所述后侧驱动面2322 能
够作用于对应的所述驱动架222的所述后侧作用面2222。

[0137] 所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321是曲面，并且其局部的一部分延伸进入所述作用槽2223，这样当所述往复控制轮232旋转时，所述往复控制轮232的所述前侧驱
动面2321的各个位置周期性地被转动进入所述作用槽2223，以使所述前侧驱动面2321的
曲面的各个位置周期性地与对应的所述驱动架222的所述前侧作用面2221相作用。

[0138] 所述往复控制轮232的所述后侧驱动面2322也是曲面，并且其局部的一部分延伸进入所述作用槽2223，这样当所述往复控制轮232旋转时，所述往复控制轮232的所述后侧
驱动面2322的各个位置周期性地被转动进入所述作用槽2223，以使所述后侧驱动面2322
的曲面的各个位置周期性地与对应的所述驱动架222的所述后侧作用面2222相作用。

[0139] 所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321能够作用于对应的所述驱动架222的所述前侧作用面2221，从而所述往复控制轮232通过所述前侧驱动面2321推动对应的所述
驱动架222的所述前侧作用面2221，以驱动对应的所述驱动架222向前移动。所述往复控制
轮232的所述后侧驱动面2322能够作用于对应的所述驱动架222的所述后侧作用面2221，
从而所述往复控制轮232通过所述后侧驱动面2322推动对应的所述驱动架222的所述后侧
作用面2222，以驱动对应的所述驱动架222向后移动。这样，所述往复控制轮232能够驱动
对应的所述驱动架222往复移动，从而所述驱动架222带动与其相连接的所述送料元件 221
一起往复移动。

[0140] 所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321具有至少一峰点位置23211，至少一谷点位置23212，和延伸在相邻的所述峰点位置23211和所述谷点位置23212之间的一渐变面
23213，所述渐变面23213是弧形曲面或是斜面。当所述动力源21驱动所述往复控制轮232
转动，所述前侧驱动面2321的各个位置交替地与对应的所述驱动架222的所述前侧作用面
2221相接触以驱动对应的所述驱动架222移动，并且当所述前侧驱动面2321的所述峰点位
置23211与对应的所述驱动架222的所述前侧作用面2221相接触时，对应的所述驱动架 222
向前移动至最大距离，以带动对应的所述送料元件221向前移动至最大距离。当所述前侧
驱动面2321的所述谷点位置23212与对应的所述驱动架222的所述后侧作用面2222 相接触
时，对应的所述驱动架222向后移动至最大距离，对应的所述送料元件221向后移动至最大
距离。

[0141] 所述往复控制轮232的所述后侧驱动面2322具有至少一峰点位置23221，至少一谷点位置23222，和延伸在相邻的所述峰点位置23221和所述谷点位置23222之间的一渐变面
23223，所述渐变面23223是弧形曲面或是斜面。当所述动力源21驱动所述往复控制轮232
转动，所述后侧驱动面2321的各个位置交替地与对应的所述驱动架222的所述后侧作用面
2222相接触以驱动对应的所述驱动架222移动，当所述后侧驱动面2322的所述峰点位置
23221与对应的所述驱动架222的所述后侧作用面2222相接触时，对应的所述驱动架222 被
驱动向后移动至最大距离，对应的所述送料元件221向后移动至最大距离，当所述后侧驱
动面2322的所述谷点位置23222与对应的所述驱动架222的所述后侧作用面2222相接触
时，对应的所述驱动架222向前移动至最大距离，此时所述送料元件221向前移动至最大距
离。

[0142] 值得一提的是，优选地，各个所述渐变面23213和所述渐变面23223展开后呈抛物线曲面，以使所述往复控制轮232驱动对应的各个所述驱动架222时，各个所述驱动架222
产生的是等加速运动，从而相对于斜直线面而使各个所述驱动架222产生的匀速运动来说，
等加速运动可以更有利于避免刚性冲击，并且具有启动力矩小、负载大的优势。

[0143] 所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321的所述峰点位置23211与所述后侧驱动面 2322的所述谷点位置23222对应地位于所述往复控制轮232的相反两侧。所述往复控
制轮 232的所述前侧驱动面2321的所述谷点位置23212与所述后侧驱动面2322的所述峰点
位置23221对应地位于所述往复控制轮232的相反两侧。

[0144] 所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321作用于对应的所述驱动架222的所述前侧作用面2221，以推动对应的所述驱动架222向前移动并且当所述往复控制轮232的所
述前侧驱动面2321的所述峰点位置23211移动至与能够作用于对应的所述驱动架222的所
述前侧作用面2221时，此时，所述往复控制轮232的所述后侧驱动面2322的所述谷点位置
23222 移动至与对应的所述驱动架222的所述后侧作用面2222相接触，此时对应的所述驱
动架 222移动至向前的最大位移，对应的所述送料元件221也移动并驱动该耗材1直至移动
至向前的最大位移。

[0145] 所述往复控制轮232的所述后侧驱动面2322作用于对应的所述驱动架222的所述后侧作用面2222，以推动对应的所述驱动架222向后移动并且当所述往复控制轮232的所
述后侧驱动面2322的所述峰点位置23221移动至与能够作用于对应的所述驱动架222的所
述后侧作用面2222时，此时，所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321的所述谷点位置
23212 移动至与对应的所述驱动架222的所述前侧作用面2221相接触，此时对应的所述驱
动架 222移动至向后的最大位移，对应的所述送料元件221也移动至向后的最大位移，以准
备进入下一个送料周期。

[0146] 各个所述送料元件221向前和向后分别移动至最大距离后即完成一个送料周期，并且各个所述送料元件221持续地向前和向后往复地移动，以通过重复的该送料周期驱动
该耗材1向前移动。

[0147] 在本发明的这个实施例中，所述往复控制轮232同时驱动两个所述送料组件22进行往复移动，以驱动两个所述送料元件221来回复移动。即所述动力源21的所述驱动电机
211 为两个所述送料组件22的往复移动提供动力供应，其在启动时，所述往复控制轮232被
驱动而转动以驱动两个所述送料组件22。所述往复控制轮232的局部一部分延伸进入一个
所述驱动架222的所述作用槽223，局部的另一部分延伸进入另一个所述驱动架222的所述
作用槽，从而所述往复控制轮232能用来驱动两个所述驱动架222，从而进一步地能够驱动
两个所述送料元件221的往复移动。

[0148] 更具体地，参考图10A至图13D所示，两个所述送料组件22包括一第一送料组件22a 和一第二送料组件22b，所述第一送料组件22a包括一第一送料元件221a和一第一驱动架
222a，所述第二送料组件22b包括一第二送料元件221b和一第二驱动架222b。所述驱动电
机211工作时，通过所述往复控制轮232驱动所述第一送料组件22a和第二送料组件22b 往
复移动，以驱动所述第一送料元件221a和所述第二送料元件221b往复移动，以分别用来驱
动该耗材1往前移动。

[0149] 相应地，所述第一驱动架222a包括一第一前侧作用面2221a和一第一后侧作用面2222a 并具有一第一作用槽2223a，所述第二驱动架222b包括一第二前侧作用面2221b和一
第二后侧作用面2222b并具有一第二作用槽2223b。

[0150] 所述第一送料元件221a和所述第二送料元件221b可以被驱动同时地向前移动和同时地向后移动。在这个实施例中，所述第一送料元件221a和所述第二送料元件221b交替
地向前移动以驱动该耗材1向前移动。即所述第一送料元件221a向前移动以驱动该耗材1
向前移动时，所述第二送料元件221b向后移动，所述第二送料元件221b向前移动以驱动该
耗材1向前移动时，所述第一送料元件221a向后移动，从而在该耗材1的向前输送过程中，
保持有一个所述送料元件221向前移动以驱动该耗材1向前移动。

[0151] 如图10A至图10D中所示，当该耗材1插入所述输送通道13，两个所述送料组件22 位于初始状态，所述驱动电机211还未启动时，两个所述送料元件221分别与该耗材1相接
触，所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321的两个渐变面23213的中间位置分别位于
所述第一作用槽2223a和所述第二作用槽2223b中与所述第一驱动架222a的所述第一前侧
作用面2221a和所述第二驱动架222b的所述第二前侧作用面2221b接触。所述往复控制轮
232的所述后侧驱动面2322的两个渐变面23223的中间位置分别位于所述第一作用槽
2223a和所述第二作用槽2223b中与所述第一驱动架222a的所述第一后侧作用面2222a和
所述第二驱动架222b的所述第二后侧作用面2222b接触。

[0152] 当所述驱动电机211启动时，如图11A至图11D所示，所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321与所述第一驱动架222a的所述第一前侧作用面2221a的接触位置从所述渐
变面23213变化至所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321的一个所述峰点位置23211，
所述往复控制轮232的所述后侧驱动面2322与所述第一驱动架222a的所述第一后侧作用
面2222a的接触位置从所述渐变面23223变化至所述往复控制轮232的所述后侧驱动面
2322的一个所述谷点位置23222，这样，所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321施加推
动力于所述第一驱动架222a的所述第一前侧作用面2221a，以驱动所述第一驱动架222a 向
前移动直到到达向前移动的最大位移位置，以驱动所述第一送料元件221a向前移动，从而
驱动该耗材1向前移动。

[0153] 此阶段里，所述往复控制轮232的所述后侧驱动面2322与所述第二驱动架222b的所述第二后侧作用面2222b的接触位置从所述渐变面23223变化至所述往复控制轮232的
所述后侧驱动面2322的一个所述峰点位置23221，所述往复控制轮232的所述前侧驱动面
2321与所述第二驱动架222b的所述第二前侧作用面2221b的接触位置从所述渐变面23213
变化至所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321的一个所述谷点位置23212，这样，所述
往复控制轮232的所述后侧驱动面2322施加推动力于所述第二驱动架222b的所述第二后
侧作用面2222b，以驱动所述第二驱动架222b向后移动直到到达向后移动的最大位移位
置。

[0154] 如图12A至图12D所示，所述驱动电机211继续运转，所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321的两个所述渐变面23213上的位置分别被转动进入所述第一作用槽2223a和
所述第二作用槽2223b，以与所述第一驱动架222a的所述第一前侧作用面2221a和所述第
二驱动架222b的所述第二前侧作用面2221b接触。所述往复控制轮232的所述后侧驱动面
2322的两个所述渐变面23223上的位置分别被转动进入所述第一作用槽2223a和所述第二
作用槽2223b，以与所述第一驱动架222a的所述第一后侧作用面2222a和所述第二驱动架
222b的所述第二后侧作用面2222b接触，直到所述第一驱动架222a和所述第二驱动架222b
回到上述初始状态，此时所述第一驱动架222a向后移动以带动所述第一送料元件221a向
后移动，所述第二驱动架222b向前移动以带动所述第二送料元件221b向前移动，从而所述
第二送料元件221b在这个阶段里驱动该耗材1向前移动。

[0155] 如图13A至图13D中所示，所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321与所述第一驱动架222a的所述第一前侧作用面2221a的接触位置从所述渐变面23213变化至所述往复
控制轮232的所述前侧驱动面2321的一个所述谷点位置23211，所述往复控制轮232的所述
后侧驱动面2322与所述第一驱动架222a的所述第一后侧作用面2222a的接触位置从所述
渐变面23223变化至所述往复控制轮232的所述后侧驱动面2322的一个所述峰点位置
23222，这样，所述往复控制轮232的所述后侧驱动面2322施加推动力于所述第一驱动架
222a的所述第一后侧作用面2222a，以驱动所述第一驱动架222a向后移动直到到达向后移
动的最大位移位置。

[0156] 此阶段里，所述往复控制轮232的所述后侧驱动面2322与所述第二驱动架222b的所述第二后侧作用面2222b的接触位置从所述渐变面23223变化至所述往复控制轮232的
所述后侧驱动面2322的一个所述谷点位置23221，所述往复控制轮232的所述前侧驱动面
2321与所述第二驱动架222b的所述第二前侧作用面2221b的接触位置从所述渐变面23213
变化至所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321的一个所述峰点位置23212，这样，所述
往复控制轮232的所述前侧驱动面2321施加推动力于所述第二驱动架222b的所述第二前
侧作用面2221b，以驱动所述第二驱动架222b向前移动直到到达向前移动的最大位移位
置，这样所述第二送料元件221b向前位移到最大距离并驱动该耗材1向前移动。

[0157] 然后，所述第二送料元件221b进入后退过程，所述第一送料元件221a进入前移过程。重复上述步骤，所述第一送料元件221a和所述第二送料元件221b被交替地驱动向前移
动以驱动该耗材1向前移动，从而保证该耗材1能够被持续地向前输送。

[0158] 另外，参考图5至图6以及图14至图18所示，在这个实施例中，各个所述驱动架222 具有一安装槽2224，以用于安装对应的所述送料元件221并使所述送料元件221保持倾斜
地与该耗材1相接触。各个所述送料组件22还包括一弹性限位件223，其一端连接于对应的
所述驱动架222，另一端抵接于对应的所述送料元件221，以保持所述送料元件221与该耗
材1接触。

[0159] 值得一提的是，所述驱动架222的所述安装槽2224和所述弹性限位件223允许所述送料元件221有稍微枢转的空间，本发明的各个所述送料元件221被布置成保持弹性地与
该耗材1相接触，从而在本发明的所述手持3D绘制装置的上料准备阶段中，允许将该耗材1
的前端插入所述绘制主体10的所述输送通道13并推开所述送料元件221直到该耗材1的前
端可以直接被推送至所述热熔机构30的位置，此过程中所述弹性限位件223被压缩并且在
该耗材1上料准备完成以后，自动复位以驱使所述送料元件221回到初始位置并保持与该
耗材1相接触。

[0160] 另外，传统的齿轮或螺纹齿进丝机构对该耗材1的直径公差要求较为严格。然而，在本发明中，因为各个所述送料元件221被布置成保持弹性地与该耗材1相接触，从而本发
明的所述手持3D绘制装置对该耗材1的直径公差的要求降低。即该耗材1直径公差较大时，
本发明的所述送料元件221仍然能够有效地咬合该耗材1以驱动该耗材1向前移动。

[0161] 参考图14至图18所示，在本发明的这个实施例中，所述手持3D绘制装置还包括一退料机构40，其是一个机械结构以方便实现该耗材1的退料操作。具体地，所述退料机构40
包括一退料开关41、连接于所述退料开关41的一传动部件42和连接于所述传动部件42 的
一推动部件43，所述退料开关41设置于所述手持壳体12，以供使用者进行操作。在初始状
态，所述推动部件43与两个所述送料元件221相间隔，当所述退料开关41被操作而滑动时，
所述传动部件42受驱动而移动，这样所述推动部件43受驱动而移动以与两个所述送料元
件221接触并推动两个所述送料元件221以使两个所述送料元件221分别与该耗材1相分
离。这样，如图16和图18中所示，使用者可以直接将该耗材1的前端从所述热熔机构30的位
置沿所述绘制主体10的所述输送通道13被抽出所述手持3D绘制装置，在这个过程中，两个
所述送料元件221不会阻挡该耗材1的抽出操作。

[0162] 另外，所述退料机构40还可包括一弹性元件44，其连接于所述推动部件43并被固定于所述容纳壳体16.在所述退料开关41被操作而滑动时，所述弹性元件44产生形变以允
许所述推动部件43的移动。并且在所述退料开关41被释放时，所述弹性元件44自动复位以
带动所述推动部件43复位。

[0163] 值得一提的是，当所述退料机构40的所述推动部件43抵接并推动两个所述送料元件 221时，这时，也可以允许该耗材1被直接从所述绘制主体10的输送通道13插入并使其
前端输送至所述热熔机构30所在的位置而不会受两个所述送料元件221的阻挡。

[0164] 因此，本发明的所述手持3D绘制装置允许该耗材1的快速上料准备。从而不像传统的齿轮或螺纹齿进丝机构中的齿轮或螺纹齿会阻挡该耗材1，必须额外的启动轮或螺纹齿
进丝机构工作并推动该耗材1才能将该耗材1的前端推送至加热位置。本发明的所述手持
3D 绘制装置允许快速退料以抽出该耗材1，从而不像传统齿轮或螺纹齿进丝机构中需要设
置能够正反转的进丝电机。

[0165] 如图19所示是根据本发明的上述第一个优选实施例的手持3D绘制装置的第一个变形实施方式，在这个实施例中，所述往复式送料机构20包括两个所述往复控制轮232，每
个所述往复控制轮232用来驱动一个所述驱动架222往复移动，多个所述驱动架222可以沿
所述手持3D绘制装置的所述绘制主体10的长度方向前后地排列。而不像上述第一个实施
例中，需要两个所述驱动架222并肩地排列以将其作用槽2223与所述往复控制轮232相对
齐地排列。这时，可以设计两个所述往复控制轮232各自的所述前侧驱动面2321和所述后
侧驱动面2322与对应的所述驱动架222相作用的位置，从而使两个所述驱动架222的送料
周期错开。例如可以错开半个送料周期或四分之一个送料周期等。

[0166] 如图20所示是根据本发明的上述第一个优选实施例的手持3D绘制装置的第二个变形实施方式，在这个实施例中，所述往复式送料机构20包括两个所述驱动电机211和两
个所述往复控制轮232，每个所述往复控制轮232受对应的所述驱动电机211的驱动，以用
来驱动一个所述驱动架222往复移动，多个所述驱动架222可以位于所述绘制主体10的所
述输送通道13的相反两侧。其中两个所述驱动电机211的转速可以一致，也可以不一致，从
而两个所述驱动架222可以同步地移动，以同时驱动该耗材1向前移动。两个所述驱动架
222也可以以不同速度地往复位移，从而使两个所述送料元件221的送料周期的时间长度
不相同，以保证该耗材1持续地被某一个所述送料元件221驱动向前移动。

[0167] 另外，这个实施例中，两个所述驱动架222可以在前端形成一个限位部件224，其用来穿过所述容纳壳体16，这样，所述限位部件224对两个所述驱动架222的往复移动起到限
位和导引作用。

[0168] 如图21所示是根据本发明的上述第一个优选实施例的手持3D绘制装置的第三个变形实施方式，在这个实施例中，各个所述驱动架222和对应的所述送料元件221一体成
形，各个所述送料元件221可以被实施为一个弹性片。这样不需要额外的将所述驱动架222
和对应的所述送料元件221的相组装步骤。

[0169] 如图22所示是根据本发明的上述第一个优选实施例的手持3D绘制装置的第四个变形实施方式，在这个实施例中，所述往复式送料机构20包括一驱动组件24，所述驱动组
件 24包括一前移驱动装置241和一后移驱动装置242，所述前移驱动装置241用来驱动两个
所述送料组件22向前移动，所述后移驱动装置242用来驱动两个所述送料组件22向后移
动。

[0170] 在这个实施例中，所述前移驱动装置241被实施为包括所述动力源21和所述传动组件 23，所述往复控制轮232只具有所述前侧驱动面2321，而可以不具有上述后侧驱动面
2322，所述动力源21的所述驱动电机211工作时，通过所述往复控制轮的所述所述前侧驱
动面2321驱动两个所述送料组件22向前移动。

[0171] 所述后移驱动装置242用来驱动两个所述送料组件22的回退复位移动。例如在这个实施例中，所述后移驱动装置242实施为包括两个弹簧2421，各个所述弹簧2421一端连
接于所述驱动电机211或连接于所述容纳壳体16，另一端连接于对应的所述驱动架222，以
用来实现对应的所述驱动架222的后退复位。

[0172] 也就是说，在上述第一个实施例中，通过同一个所述往复控制轮232的两侧凸轮结构来驱动两个送料组件22的往复移动。而在这个实施例中，两个所述送料组件22的向前移
动和向后移动可以由不同的驱动机构来实现。

[0173] 如图23至图39中所示是根据本发明的第二个优选实施例的手持3D绘制装置，其包括一绘制主体10、一往复式送料机构20、和一热熔机构30。相应地，所述绘制主体10包括
一控制器11和一手持壳体12，所述手持壳体12内形成用于输送该耗材1的一输送通道13，
所述输送通道13具有一进口131和一出口132，该耗材从所述输送通道13的所述进口131 插
入所述输送通道13，由所述往复式送料机构20在所述控制器11的控制下将该耗材1向所述
输送通道13的所述出口132输送，并在所述控制器11的控制作用下由所述热熔机构 30加热
熔化而形成该3D绘制材料，该3D绘制材料从所述输送通道13的所述出口132被挤出并经冷
却后形成需要的3D绘制作品。

[0174] 如图23至图26所示，所述绘制主体10包括一输送管道14，以用来形成部分所述输送通道13。所述绘制主体10还包括一头端壳体15。所述热熔机构30包括一加热元件31、一
加热管道32和一连接管道33，所述加热管道32和所述连接管道33也用来形成部分所述输
送通道13。所述绘制主体10还包括一容纳壳体16。所述输送管道14组装于所述容纳壳体16
并且穿过所述容纳壳体16。所述输送管道14包括沿所述手持壳体12的长度方向前后排列
的一第一部分管道141和一第二部分管道142。相应地，所述容纳壳体16的所述容纳腔162
形成有两个容纳槽1621，以分别供组装和容纳所述第一部分管道141的一出口端1412和所
述第二部分管道142的一入口端1421。

[0175] 在这个实施例中，所述往复式送料机构20包括一动力源21、四个送料组件22和一传动组件23，在所述动力源21提供动力供应条件下，四个所述送料组件22受对应的所述传
动组件23驱动而往复移动，在各个所述送料组件22向前移动时，其作用于该耗材1以使该
耗材1随着所述送料组件22同步地移动，以在所述输送通道13内向所述出口132输送。所述
容纳腔162中还形成有两送料空间1622，对应地用于容纳和限制两组所述送料组件22 的滑
动轨迹，并提供四个所述送料组件22对该耗材1作用的空间。

[0176] 各个所述送料组件22包括一送料元件221和一驱动架222，所述送料元件221和所述驱动架222的结构与上述第一个实施例的结构类似。并且各个所述送料组件22在这个实
施例中也包括一弹性限位件223，其具有弹性，并且与对应的所述驱动架222一体成形。并
且上述第一个实施例中，实施为弹簧的所述弹性限位件223位于对应的所述送料元件221
的前方并沿所述手持3D绘制装置的长度方向延伸。在这个实施例中，各个所述弹性限位件
223沿所述手持3D绘制装置的宽度方向延伸并且其内侧端抵压于对应的所述送料元件
221，以使对应的所述送料元件221保持弹性地与该耗材1接触。

[0177] 所述往复式送料机构20的所述动力源21包括一驱动电机211、一输出轴212和一电源模块213，所述输出轴212在所述驱动电机211的带动作用下转动以驱动所述传动组件
23，所述传动组件23和所述驱动架222相配合以将所述输出轴212的转动转变成驱动所述
驱动架222的线性移动。所述控制器11包括一控制电路板111和一控制开关112，所述控制
电路板11电连接于所述电源模块213和所述驱动电机211，以用来控制所述驱动电机211的
打开和关闭以及调节所述驱动电机211的转速。所述控制开关112被设置于所述手持壳体
12，以方便使用者的控制操作。

[0178] 所述容纳壳体16的所述容纳腔162进一步地具有一组装槽1623，以用于容纳和安装所述往复式送料机构20的所述动力源21的所述驱动电机211。所述容纳壳体16的所述容
纳腔162内形成的所述送料空间1622还实施为滑槽，以用来允许和限制两个所述驱动架
222 的滑动位移。

[0179] 如图27至图29所示，所述传动组件23包括一连接元件231和两个往复控制轮232，所述连接元件231包括两个连接构件2311，其中一个所述连接构件2311连接于所述动力源
21的所述输出轴212，另一个所述连接构件2311连接于前一个所述连接构件2311，两个所
述往复控制轮232连接于所述连接元件231，更具体地，两个所述往复控制轮232分别连接
于两个所述连接构件2311，从而两个所述往复控制轮232在所述连接元件231随着所述输
出轴212转动时能同步地转动，并且两个所述往复控制轮232用来驱动四个所述驱动架 222
产生往复移动，以进一步地带动四个所述送料元件221来回往复移动。可以理解的是，在另
外的变形实施方式中，所述连接元件231也可以是一个一体的元件，其上安装有两个所述
往复控制轮232。

[0180] 在这个实施例中，两个所述送料组件22形成一组送料组件22，所述往复式送料机构 20在这个实施例中包括有两组所述送料组件22。一个所述往复控制轮232用来驱动一组
所述送料组件22，即一个所述往复控制轮232用来驱动两个所述送料组件22。

[0181] 如图25至图29所示，各个所述驱动架222包括互相间隔的一前侧作用面2221和一后侧作用面2222，两者之间形成一作用槽2223。各个所述往复控制轮232包括位于相反两
侧的一前侧驱动面2321和一后侧驱动面2322，并且所述往复控制轮232的所述前侧驱动面
2321和所述往复控制轮232的所述后侧驱动面2322都是曲面，其局部的一部分延伸进入一
组所述送料组件22的两个所述驱动架222的的两个所述作用槽2223，这样当所述往复控制
轮232旋转时，所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321的各个位置周期性地被转动进
入两个所述作用槽2223，以使所述前侧驱动面2321的曲面的各个位置周期性地与对应的
两个所述驱动架222的所述前侧作用面2221相作用。所述往复控制轮232的所述后侧驱动
面2322的各个位置也周期性地被转动进入两个所述作用槽2223，以使所述后侧驱动面
2322的曲面的各个位置周期性地与对应的两个所述驱动架222的所述后侧作用面2222 相
作用。

[0182] 与上述第一个实施例类似地，所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321具有至少一峰点位置23211，至少一谷点位置23212，和延伸在相邻的所述峰点位置23211和所述
谷点位置23212之间的一渐变面23213，所述渐变面23213是弧形曲面或是斜面。所述往复
控制轮232的所述后侧驱动面2322具有至少一峰点位置23221，至少一谷点位置23222，和
延伸在相邻的所述峰点位置23221和所述谷点位置23222之间的一渐变面23223，所述渐变
面23223是弧形曲面或是斜面。所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321的所述峰点位
置23211与所述后侧驱动面2322的所述谷点位置23222对应地位于所述往复控制轮232 的
相反两侧。所述往复控制轮232的所述前侧驱动面2321的所述谷点位置23212与所述后侧
驱动面2322的所述峰点位置23221对应地位于所述往复控制轮232的相反两侧。

[0183] 在本发明的这个实施例中，两个所述往复控制轮232同时驱动四个所述送料组件22进行往复移动，以驱动四个所述送料元件221来回复移动。即所述动力源21的所述驱动
电机 211为四个所述送料组件22的往复移动提供动力供应，其在启动时，两个所述往复控
制轮 232被驱动而转动以驱动四个所述送料组件22。位于前侧的一个所述往复控制轮232
的局部一部分延伸进入前侧的一组所述送料组件22的一个所述驱动架222的所述作用槽
223，局部的另一部分延伸进入前侧的该组所述送料组件22的另一个所述驱动架222的所
述作用槽，从而前侧的所述往复控制轮232能用来驱动前侧的两个所述驱动架222，从而进
一步地能够驱动前侧的两个所述送料元件221的往复移动。位于后侧的一个所述往复控制
轮232 的局部一部分延伸进入后侧的一组所述送料组件22的一个所述驱动架222的所述作
用槽 223，局部的另一部分延伸进入后侧的该组所述送料组件22的另一个所述驱动架222
的所述作用槽，从而后侧的所述往复控制轮232能用来驱动后侧的两个所述驱动架222，从
而进一步地能够驱动后侧的两个所述送料元件221的往复移动。

[0184] 值得一提的是，在这个实施例中，优选地，两个所述往复控制轮232各自在其前侧具有2K+1个所述峰点位置23211和2K+1个所述谷点位置23212，并且在后侧具有2K+1个所
述峰点位置23221和2K+1个所述谷点位置23222，其中K∈N+，N+为正自然数集。例如在这个
实施例中，两个所述往复控制轮232各自在其前侧具有3个所述峰点位置23211、 3个所述谷
点位置23212和6个所述渐变面23213，并且在后侧具有3个所述峰点位置23221、 3个所述谷
点位置23222和6个所述渐变面23223。这样保证一个所述往复控制轮232的前侧所述峰点
位置23211和后侧的所述谷点位置23222位于对应的相反两侧，一个所述往复控制轮232的
前侧所述谷点位置23212和后侧的所述峰点位置23221位于对应的相反两侧，并且使所述
驱动电机211工作以驱动各个所述往复控制轮232转动时，其转动一周时能使对应的所述
送料组件22完成多个送料周期。

[0185] 更具体地，如图30A至图34B所示，两个所述往复控制轮232包括位于前侧的一第一往复控制轮232a和位于后侧的一第二往复控制轮232b，四个所述送料组件22包括一第
一送料组件22a、一第二送料组件22b、一第三送料组件22c 和一第四送料组件22d。其中所
述第一送料组件22a和所述第二送料组件22b组成位于前侧的第一组送料组件22a和22b，
所述第三送料组件22c和所述第四送料组件22d组成位于后侧的第二组送料组件22c和
22d。所述第一送料组件22a 包括一第一送料元件221a和一第一驱动架222a，所述第二送料
组件22b包括一第二送料元件221b和一第二驱动架222b，所述第三送料组件22c包括一第
三送料元件221c和一第三驱动架222c，所述第四送料组件22d包括一第四送料元件 221d
和一第四驱动架222d。所述驱动电机211工作时，通过位于前侧的所述第一往复控制轮
232a驱动所述第一送料组件22a和第二送料组件22b往复移动，以驱动所述第一送料元件
221a和所述第二送料元件221b往复移动，以分别用来驱动该耗材1往前移，并且通过位于
后侧的所述第二往复控制轮232b驱动所述第三送料组件22c和第四送料组件22d往复移
动，以驱动所述第三送料元件221c 和所述第四送料元件221d往复移动，以分别用来驱动该
耗材1往前移动。

[0186] 相应地，所述第一驱动架222a包括一第一前侧作用面2221a和一第一后侧作用面2222a 并具有一第一作用槽2223a，所述第二驱动架222b包括一第二前侧作用面2221b和一
第二后侧作用面2222b并具有一第二作用槽2223b。所述第三驱动架222c包括一第三前侧
作用面2221c和一第三后侧作用面2222c并具有一第三作用槽2223c，所述第四驱动架222d
包括一第四前侧作用面2221d和一第四后侧作用面2222d并具有一第四作用槽2223d。所述
第一往复控制轮232a包括一前侧驱动面2321a和一后侧驱动面2322a，所述第二往复控制
轮232b包括一前侧驱动面2321b和一后侧驱动面2322b。各个所述驱动面2321a、2322a、
2321b、2322b都是曲面。

[0187] 在这个实施例中，所述第一送料元件221a和所述第二送料元件221b受所述第一往复控制轮232a驱动以交替地向前移动以驱动该耗材1向前移动。所述第三送料元件221c和
所述第四送料元件221d受所述第二往复控制轮232b驱动以交替地向前移动以驱动该耗材
1 向前移动。即所述第一送料元件221a向前移动以驱动该耗材1向前移动时，所述第二送料
元件221b向后移动，所述第二送料元件221b向前移动以驱动该耗材1向前移动时，所述第
一送料元件221a向后移动，所述第三送料元件221c向前移动以驱动该耗材1向前移动时，
所述第四送料元件221d向后移动，所述第四送料元件221d向前移动以驱动该耗材1 向前移
动时，所述第三送料元件221c向后移动，从而在该耗材1的向前输送过程中，保持有一个或
两个所述送料元件221向前移动以驱动该耗材1向前移动。

[0188] 如图30A至图30B中所示，当该耗材1插入所述输送通道13，四个所述送料组件22 位于初始状态，所述驱动电机211还未启动时，四个所述送料元件221分别与该耗材1相接
触，位于前侧的所述第一往复控制轮232a的所述前侧驱动面2321a的两个渐变面23213a 的
中间位置分别位于所述第一作用槽2223a和所述第二作用槽2223b中与所述第一驱动架
222a的所述第一前侧作用面2221a和所述第二驱动架222b的所述第二前侧作用面2221b 接
触。所述第一往复控制轮232a的所述后侧驱动面2322a的两个渐变面23223a的中间位置分
别位于所述第一作用槽2223a和所述第二作用槽2223b中与所述第一驱动架222a的所述第
一后侧作用面2222a和所述第二驱动架222b的所述第二后侧作用面2222b接触。即在该初
始状态，位于前侧的两个所述送料组件22a和22b位于其向前和向后最大位移位置之间的
中间位置。

[0189] 位于后侧的所述第二往复控制轮232b的所述前侧驱动面2321b的一个谷点位置23212b 位于所述第三作用槽2223c中与所述第三驱动架222c的所述第三前侧作用面2221c
相接触，位于后侧的所述第二往复控制轮232b的所述前侧驱动面2321b的一个峰点位置
23211b位于所述第四作用槽2223d中与所述第四驱动架222d的所述第四前侧作用面2221d
相接触。即在该初始状态，所述第三送料组件22c位于向后位移的最大位置，所述第四送料
组件22d 位于向前位移的最大位置。

[0190] 可以理解的是，在这个实施例中，所述第一往复控制轮232a的峰点位置23211a和23221a 和所述第二往复控制轮232b的渐变面23213b和23223b在沿所述连接元件231的长
度方向上的轴向上互相对应。两组所述送料组件在沿所述手持3D绘制装置的所述输送通
道13的长度方向上前后互相对应地设置。

[0191] 当所述驱动电机211启动时，如图31A和图31B中所示，前侧的所述第一往复控制轮 232a的所述前侧驱动面2321a与所述第一驱动架222a的所述第一前侧作用面2221a的接触
位置从所述渐变面23213a变化至所述第一往复控制轮232a的所述前侧驱动面2321a的一
个所述峰点位置23211a，所述第一往复控制轮232a的所述后侧驱动面2322a与所述第一驱
动架222a的所述第一后侧作用面2222a的接触位置从所述渐变面23223a变化至所述第一
往复控制轮232a的所述后侧驱动面2322a的一个所述谷点位置23222a，这样，所述第一往
复控制轮232a的所述前侧驱动面2321a施加推动力于所述第一驱动架222a的所述第一前
侧作用面2221a，以驱动所述第一驱动架222a向前移动直到到达向前移动的最大位移位置，
以驱动所述第一送料元件221a向前移动，从而驱动该耗材1向前移动。

[0192] 此阶段里，所述第一往复控制轮232a的所述后侧驱动面2322a与所述第二驱动架222b 的所述第二后侧作用面2222b的接触位置从所述渐变面23223a变化至所述第一往复
控制轮 232a的所述后侧驱动面2322a的一个所述峰点位置23221a，所述第一往复控制轮
232a的所述前侧驱动面2321a与所述第二驱动架222b的所述第二前侧作用面2221b的接触
位置从所述渐变面23213a变化至所述第一往复控制轮232a的所述前侧驱动面2321a的一
个所述谷点位置23212a，这样，所述第一往复控制轮232a的所述后侧驱动面2322a施加推
动力于所述第二驱动架222b的所述第二后侧作用面2222b，以驱动所述第二驱动架222b向
后移动直到到达向后移动的最大位移位置。

[0193] 所述第二往复控制轮232b的所述前侧驱动面2321b与所述第三驱动架222c的所述第三前侧作用面2221c的接触位置从所述谷点位置23212b变化至所述第二往复控制轮
232b的所述前侧驱动面2321b的一个所述渐变面23213b的中间位置，所述第二往复控制轮
232b 的所述后侧驱动面2322b与所述第三驱动架222c的所述第三后侧作用面2222c的接触
位置从所述峰点位置23221b变化至所述第二往复控制轮232b的所述后侧驱动面2322b的
一个所述渐变面23223b的中间位置，此时所述第二往复控制轮232b的所述前侧驱动面
2321b 施加推动力于所述第三驱动架222c的所述第三前侧作用面2221c，以驱动所述第三
驱动架 222c向前移动到达其能够向前最大位移距离的一半的位置。

[0194] 所述第二往复控制轮232b的所述后侧驱动面2322b与所述第四驱动架222d的所述第四后侧作用面2222d的接触位置从所述谷点位置23222b变化至所述第二往复控制轮
232b 的所述后侧驱动面2322b的一个所述渐变面23223b的中间位置，所述第二往复控制轮
232b 的所述前侧驱动面2321b与所述第四驱动架222d的所述第四前侧作用面2221d的接触
位置从所述峰点位置23211b变化至所述第二往复控制轮232b的所述前侧驱动面2322b的
一个所述渐变面23213b的中间位置，此时所述第二往复控制轮232b的所述后侧驱动面
2322b 施加推动力于所述第四驱动架222d的所述第四后侧作用面2222d，以驱动所述第四
驱动架 222d向后移动到达其能够向后最大位移距离的一半的位置。

[0195] 在这个阶段里，所述第一驱动架222a和所述第三驱动架222c分别受驱动向前移动以驱动对应的所述第一送料元件221a和所述第三送料元件221c向前移动，以用来驱动该
耗材1 向前移动。并且所述第一驱动架222a到达最前方的最大位移以准备向后移动的切换
瞬间，所述第一送料元件221a速度趋于0，然而所述第三驱动架222c只移动到达其向前位
移的最大距离的一半位置，所以所述第三驱动架222c仍然保持受驱动而向前移动，以使所
述第三送料元件221c保持在驱动该耗材1向前移动的状态。从而在该耗材1向前输送的连
续时间段中，至少有一个所述送料组件22c处于向前驱动该耗材1的过程中，这样使送料过
程不会产生间歇现象。也就是说，在这个实施例的这个阶段里，所述第一送料组件22a和所
述第三料组件22c都处于向前驱动该耗材1的过程中，并且述第一送料组件22a比所述第三
料组件22c快四分之一个送料周期。

[0196] 如图32A和图32B中所示。所述驱动电机211继续运转，所述第一往复控制轮232a的所述前侧驱动面2321a的两个所述渐变面23213a上的位置分别被转动进入所述第一作用槽
2223a和所述第二作用槽2223b，以与所述第一驱动架222a的所述第一前侧作用面2221a 和
所述第二驱动架222b的所述第二前侧作用面2221b接触。所述第一往复控制轮232a的所述
后侧驱动面2322a的两个所述渐变面23223a上的位置分别被转动进入所述第一作用槽
2223a和所述第二作用槽2223b，以与所述第一驱动架222a的所述第一后侧作用面2222a 和
所述第二驱动架222b的所述第二后侧作用面2222b接触，直到所述第一驱动架222a和所述
第二驱动架222b回到上述初始状态的位置，此时所述第一驱动架222a向后移动以带动所
述第一送料元件221a向后移动，所述第二驱动架222b向前移动以带动所述第二送料元件
221b向前移动，从而所述第二送料元件221b在这个阶段里驱动该耗材1向前移动。

[0197] 所述第二往复控制轮232b的所述前侧驱动面2321b的两个所述渐变面23213b上的位置分别被转动进入所述第三作用槽2223a和所述第四作用槽2223b，以与所述第三驱动
架 222c的所述第三前侧作用面2221c和所述第四驱动架222d的所述第四前侧作用面2221d
接触。所述第二往复控制轮232b的所述后侧驱动面2322b的两个所述渐变面23223b上的位
置分别被转动进入所述第三作用槽2223c和所述第四作用槽2223d，以与所述第三驱动架
222c的所述第三后侧作用面2222c和所述第四驱动架222d的所述第四后侧作用面2222d 接
触，直到所述第三驱动架222c和所述第四驱动架222d回到上述初始状态的位置，此时所述
第三驱动架222c向前移动以带动所述第三送料元件221c向前移动至最大距离，所述第四
驱动架222d向后移动以带动所述第二送料元件221d向后移动至最大距离，从而所述第三
送料元件221c在这个阶段里驱动该耗材1向前移动，如图中所示。所述第二往复控制轮
232b的所述前侧驱动面2321b与所述第三驱动架222c的所述第三前侧作用面2221c的接触
位置从一个所述渐变面23213b变化至一个所述峰点位置23211b，以使所述第三驱动架
222c移动到达向前的最大位移并准备向后移动。所述第二往复控制轮232b的所述后侧驱
动面2322b与所述第四驱动架222d的所述第四后侧作用面2222d的接触位置从一个所述渐
变面23223b变化至一个所述峰点位置23221b，以使所述第四驱动架222d移动到达向后的
最大位移并准备向前移动。

[0198] 在这个阶段里，所述第二送料组件22b和所述第三送料组件22c处于受驱动以前移动以带动对应的所述第二送料元件221b和所述第三送料元件221d向前移动以驱动该耗材
1向前移动。并且，在所述第三送料组件22c移动到达向前的最大位移并准备切换向后移动
时，所述第三送料元件221c的速度趋于0，但仍然有所述第二送料组件22b处于向前位移的
中间阶段，从而保证该耗材1在这个阶段里的持续向前输送过程中始终有其中一个所述送
料组件22b处于向前移动以驱动对应所述送料元件221b向前移动的过程中，以使送料过程
不会产生间歇现象。

[0199] 如图33A和图33B中所示，所述第一往复控制轮232a的所述前侧驱动面2321a与所述第一驱动架222a的所述第一前侧作用面2221a的接触位置从所述渐变面23213a变化至
所述第一往复控制轮232a的所述前侧驱动面2321a的一个所述谷点位置23211a，所述第一
往复控制轮232a的所述后侧驱动面2322a与所述第一驱动架222a的所述第一后侧作用面
2222a的接触位置从所述渐变面23223a变化至所述第一往复控制轮232a的所述后侧驱动面
2322a的一个所述峰点位置23222a，这样，所述第一往复控制轮232a的所述后侧驱动面
2322a施加推动力于所述第一驱动架222a的所述第一后侧作用面2222a，以驱动所述第一
驱动架222a向后移动直到到达向后移动的最大位移位置。

[0200] 此阶段里，所述第一往复控制轮232a的所述后侧驱动面2322a与所述第二驱动架222b 的所述第二后侧作用面2222b的接触位置从所述渐变面23223a变化至所述第一往复
控制轮 232a的所述后侧驱动面2322的一个所述谷点位置23221a，所述第一往复控制轮
232a的所述前侧驱动面2321a与所述第二驱动架222b的所述第二前侧作用面2221b的接触
位置从所述渐变面23213a变化至所述第一往复控制轮232a的所述前侧驱动面2321a的一
个所述峰点位置23212a，这样，所述第一往复控制轮232a的所述前侧驱动面2321a施加推
动力于所述第二驱动架222b的所述第二前侧作用面2221b，以驱动所述第二驱动架222b向
前移动直到到达向前移动的最大位移位置，这样所述第二送料元件221b向前位移到最大
距离并驱动该耗材1向前移动。

[0201] 所述第二往复控制轮232b的所述前侧驱动面2321b的两个所述渐变面23213b上的位置分别被转动进入所述第三作用槽2223a和所述第四作用槽2223b，以与所述第三驱动
架222c的所述第三前侧作用面2221c和所述第四驱动架222d的所述第四前侧作用面2221d
接触。所述第二往复控制轮232b的所述后侧驱动面2322b的两个所述渐变面23223b上的位
置分别被转动进入所述第三作用槽2223c和所述第四作用槽2223d，以与所述第三驱动架
222c的所述第三后侧作用面2222c和所述第四驱动架222d的所述第四后侧作用面2222d 接
触，此时所述第三驱动架222c向后移动以带动所述第三送料元件221c向后移动，所述第四
驱动架222d向前移动以带动所述第四送料元件221d向前移动至其能够向前位移的最大距
离的一半位置，从而所述第四送料元件221d在这个阶段里驱动该耗材1向前移动。

[0202] 也就是说，在这个阶段里，所述第二送料组件22b和所述第四送料组件22d受驱动向前移动以用来驱动该耗材1向前移动。并且在所述第二送料组件22b向前位移至最大距
离而准备切换至向后移动时，所述第二送料元件221b速度趋于0，但仍然有所述第四送料
组件22d处于向前位移的中间阶段，从而该耗材1在这个阶段里的持续向前输送过程中始
终有其中一个所述送料组件22d处于向前移动以驱动对应所述送料元件221d向前移动的
过程中，以使送料过程不会产生间歇现象。

[0203] 如图34A和图34B中所示，所述第一往复控制轮232a继续转动驱动所述第一驱动架 222a向前移动直到到达其初始位置，并且驱动所述第二驱动架222b向后移动直到到达其初
始位置。所述第二往复控制轮232b继续转动驱动所述第三驱动架222c向后移动直到到达
向后的最大位移的位置，并且驱动所述第四驱动架222d向前移动直到达到向前的最大位移
的位置。在这个阶段里，所述第一送料组件22a和所述第四送料组件22d受驱动向前移动以
用来驱动该耗材1向前移动。并且在所述第四送料组件22d向前位移至最大距离而准备切
换至向后移动时，所述第四送料元件221d速度趋于0，但仍然有所述第一送料组件22a 处于
向前位移的中间阶段，从而该耗材1在这个阶段里的持续向前输送过程中始终有其中一个
所述送料组件22a处于向前移动以驱动对应所述送料元件221a向前移动的过程中，以使送
料过程不会产生间歇现象。

[0204] 重复上述步骤，所述第一送料元件221a、所述第二送料元件221b、所述第三送料元件 221c和所述送料元件221d被交替地驱动向前移动以驱动该耗材1向前移动，从而保证该
耗材1能够被持续地向前输送。如图23以及图35至图39所示，在这个实施例中，所述手持
3D绘制装置还包括一退料机构40，其是一个机械结构以方便实现该耗材1的退料操作。具
体地，所述退料机构40包括一退料开关41、连接于所述退料开关41的一传动部件42、连接
于所述传动部件42的两推动部件43和连接于一个所述推动部件43的一弹性元件44，所述
退料开关41设置于所述手持壳体12，以供使用者进行操作。

[0205] 所述传动部件42包括两个传动构件421，一个所述传动构件421连接于所述退料开关，另一个所述传动构件421连接于位于前侧的一个推动部件43。在初始状态，各个所述推
动部件43与对应的一组两个所述送料元件221相间隔，当所述退料开关41被操作而滑动
时，所述传动部件42受驱动而移动，这样两个所述推动部件43受驱动而移动以与两组所述
送料元件221的至少一侧的两个所述送料元件221接触并推动至少同一侧的两个所述送料
元件221以使这两个所述送料元件221分别与该耗材1相分离，以提供了退料空间。这样，
如图37和图39中所示，使用者可以直接将该耗材1的前端从所述热熔机构30的位置沿所述
绘制主体10的所述输送通道13被抽出所述手持3D绘制装置。可以理解的是，两个所述推动
部件43也可以被布置成能够推动所有四个所述送料元件221。

[0206] 如图40和图41中所示，根据本发明的第二个实施例的第一个变形实施方式，所述往复式送料机构20包括两个所述驱动电机211，每个所述驱动电机211用来驱动一个所述
往复控制轮232，每个所述往复控制轮232驱动一组的两个所述送料组件22的往复移动。其
中每个所述驱动电机211的转速可以一致也可以不相同，以使两组所述送料组件22的送料
周期的时间长度相同或不同。在这个实施例中，两个所述驱动电机211可以一前一后地布
置。

[0207] 如图42和图43中所示，根据本发明的第二个实施例的第二个变形实施方式，所述往复式送料机构20包括两个所述驱动电机211，并且两个所述驱动电机211布置在所述输
送通道13的相反两侧并且并肩地设置，从而能够减小所述手持3D绘制装置的长度尺寸。每
个所述驱动电机211用来驱动一个所述往复控制轮232，每个所述往复控制轮232驱动一组
的两个所述送料组件22的往复移动。两组所述送料组件22分别位于两个所述驱动电机 211
的相反两侧，其中每个所述驱动电机211的转速可以一致也可以不相同，以使两组所述送
料组件22的送料周期的时间长度相同或不同。

[0208] 如图44和图45中所示，根据本发明的第二个实施例的第三个变形实施方式，所述往复式送料机构20包括两个所述驱动电机211，并且两个所述驱动电机211布置在所述输
送通道13的相反两侧，并且两个所述驱动电机211分别用来驱动一个所述往复控制轮232，
并且所述往复式送料机构20的所述传动组件23还可包括一组互相啮合的传动齿轮233，以
驱动所述连接元件231转动并进一步地驱动对应的所述往复控制轮232的转动。

[0209] 相应地，本发明提供了一种手持3D绘制装置的出料方法，其包括上料准备步骤、耗材输送步骤和熔化出料步骤。其中在所述上料准备步骤中，将该耗材1插入所述绘制主体
10 的所述输送通道13直到该耗材1的前端达到一加热管道32。在所述耗材输送步骤中，该
耗材1被所述往复式移料机构20的往复移动的多个所述送料元件221驱动向前移动。在所
述加热熔化步骤中，被向前驱动移动的该耗材1在所述热熔机构30中被加热熔化并从所述
绘制主体10的所述输送通道13的所述出口向外输出3D绘制材料。

[0210] 在所述上料准备步骤中，该耗材1的前端从所述第一部分管道141进入，推开各个所述送料元件221以穿过所述往复式移料机构20进入所述第二部分管道142并到达所述加
热管道32。从而不需要像传统3D绘画笔中需要额外的步骤将该耗材1从驱动结构的位置送
至加热位置。

[0211] 在所述耗材输送步骤中，该耗材1的向前位移通过能够前后位移的多个所述送料元件 221来驱动。其中在该耗材1向前输送过程中，多个所述送料元件221可以交替地用来
驱动该耗材1向前移动。并且在一些实施例中，在该耗材1向前输送过程中，可以始终保持
有至少一个所述送料元件221处于向前移动过程以保持该耗材1被持续地向前输送。

[0212] 另外，在本发明中，还可包括退料步骤，在所述退料开关41被移动时，其能够带动所述推动元件43推动多个所述送料元件221使其分别与该耗材1相分离，从而便于使用者
将未使用的该耗材1从加热位置经由所述输送通道13中取出。

[0213] 本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在
实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修
改。

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