一种3D生物打印机电动推力系统及方法技术方案

本发明专利技术创造提供了一种3D生物打印机电动推力系统及方法，包括底板、伺服电机、控制卡、联轴器、丝杠螺母副、直线导轨、针筒固定机构及推杆固定机构；底板的一侧安装伺服电机，伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杠螺母副同轴心连接；所述针筒固定机构安装于底板上，用于安装针筒；所述推杆固定机构与丝杠螺母副固定连接，推杆与推杆固定机构固定连接，从而实现挤出针筒中的打印材料；所述直线导轨安装到丝杠螺母副的两侧，所述推杆固定机构与直线导轨滑动连接；所述限位开关及伺服电机分别与控制卡线路连接；本发明专利技术创造采用伺服电机作为动力源，可控性强，速度可调，控制精度高，能够满足不同材料对打印速度的需求，应用范围较广。

An Electric Thrust System and Method for 3D Bioprinter

【技术实现步骤摘要】
一种3D生物打印机电动推力系统及方法
本专利技术创造属于3D生物打印设备领域，尤其是涉及一种3D生物打印机电动供料系统及方法。
技术介绍
3D生物打印机是一种能够在数字三维模型驱动下，按照增材制造原理定位装配生物材料或细胞单元，制造医疗器械、组织工程支架和组织器官等制品的装备。这种机器首先读入由医学影像数据重建或设计的三维模型，将模型离散成多个片层，计算机控制打印喷头逐层打印由生物材料或细胞组成的“生物墨水”，不断重复这一过程，直至打印完成。随后，细胞开始重新组织、熔合，形成新的皮肤等组织结构。目前气动供料是生物3D打印领域广泛采用的供料方法，该方法因采用气体作为动力源，所以气压变化会有一定的滞后性，且无法精确控制打印时的供料速度，导致打印出现不均匀等现象。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种3D生物打印机电动推力系统及方法，可根据实际打印情况需求通过上位机来控制打印速度，提高生物3D打印的质量及效果。为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：一种3D生物打印机电动推力系统，包括底板、伺服电机、控制卡、联轴器、丝杠螺母副、直线导轨、针筒固定机构及推杆固定机构；底板的一侧安装伺服电机，伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杠螺母副同轴心连接；所述针筒固定机构安装于底板上，用于安装针筒；所述推杆固定机构与丝杠螺母副固定连接，推杆与推杆固定机构固定连接，从而实现挤出针筒中的打印材料；所述直线导轨安装到丝杠螺母副的两侧，所述推杆固定机构与直线导轨滑动连接；所述限位开关及伺服电机分别与控制卡线路连接。进一步，所述控制卡通过驱动器与伺服电机驱动连接。进一步，所述控制卡的输入端连接一上位机，上位机用于发送指令。进一步，所述限位开关包括第一限位开关和第二限位开关，均固定在底板的一侧。进一步，所述第一限位开关和第二限位开关之间设有挡块，所述挡块固定在推杆固定机构上。进一步，所述针筒固定机构包括支撑座、针筒挡板、调节板；所述支撑座固定到底板上；所述调节板通过调节螺母与支撑座相连，所述针筒挡板固定到支撑座的上端。进一步，所述推杆固定机构包括连接板、推杆挡板，所述连接板与丝杠螺母副固定连接且与直线导轨连接；所述推杆挡板螺纹固定在连接板上。一种3D生物打印机电动推力系统的方法，包括如下步骤：1)将所要进行打印的材料装入针筒内，进行准备工作；2)通过所述上位机发送指令到控制卡，控制卡处理指令，通过驱动器控制伺服电机运动，使推杆固定机构运动达到能够安装上推杆的位置，通过针筒固定机构和推杆固定机构将针筒及推杆固定；3)在上位机上设定电动供料系统的速度，执行打印程序开始打印；4)挡片碰到第二限位开关时，证明打印材料使用完毕，极限开关发出信号给控制卡从而暂停打印程序；5)取下针筒及推杆，更换新的打印材料，重复步骤(1)、(2)，继续打印；6)打印结束后，通过上位机停止打印程序，后关闭电源。相对于现有技术，本专利技术创造所述的一种3D生物打印机电动推力系统及方法具有以下优势：本专利技术创造采用伺服电机作为动力源，可控性强，速度可调，控制精度高，能够满足不同材料对打印速度的需求，应用范围较广。附图说明构成本专利技术创造的一部分的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解，本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造，并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中：图1为本专利技术创造实施例所述的主视图；图2为本专利技术创造实施例所述的侧视图；图3为本专利技术创造实施例所述的控制原理图。附图标记说明：1、伺服电机；2、联轴器；3、丝杠螺母副；4、第一轨道；5、第一限位开关；6、挡块；7、第二限位开关；8、支撑座；9、针筒固定机构；10、调节板；11、第一螺钉；12、针筒挡板；13、推杆挡板；14、第二螺钉；15、连接板；16、推杆固定机构；17、第二轨道；18、底板；19、针筒；20、螺柱；21、调节螺母；22、推杆。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术创造和简化描述，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，因此不能理解为对本专利技术创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术创造中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术创造。如图1、2所示，一种3D生物打印机电动推力系统及方法，包括底板18、伺服电机1、控制卡、联轴器2、丝杠螺母副3、直线导轨、针筒19固定机构9及推杆22固定机构16；底板18的一侧安装伺服电机1，伺服电机1的输出轴通过联轴器2与丝杠螺母副3同轴心连接；所述针筒19固定机构9安装于底板18上，用于安装针筒19；所述推杆22固定机构16与丝杠螺母副3固定连接，推杆22与推杆22固定机构16固定连接，从而实现挤出针筒19中的打印材料；所述直线导轨安装到丝杠螺母副3的两侧，所述推杆22固定机构16与直线导轨滑动连接；所述限位开关及伺服电机1分别与控制卡线路连接。其中，所述控制卡通过驱动器与伺服电机1驱动连接。其中，所述控制卡的输入端连接一上位机，上位机用于发送指令。其中，所述限位开关包括第一限位开关5和第二限位开关7，均固定在底板18的一侧。其中，所述第一限位开关5和第二限位开关7之间设有挡块6，所述挡块6固定在推杆22固定机构16上。其中，所述针筒19固定机构9包括支撑座8、针筒19挡板12、调节板10；所述支撑座8固定到底板18上；所述调节板10通过调节螺母21与支撑座8相连，所述针筒19挡板12固定到支撑座8的上端。其中，所述推杆22固定机构16包括连接板15、推杆22挡板13，所述连接板15与丝杠螺母副3固定连接且与直线导轨连接；所述推杆22挡板13螺纹固定在连接板15上。本专利技术创造的具体工作原理：本专利技术创造主要包括伺服电机1、上位机、控制卡、驱动器、联轴器2、丝杠螺母副3、限位开关、直线导轨、针筒19固定机构9、推杆22固定机构16；伺服电机1通过联轴器2与丝杠螺母副3连接；针筒19固定机构9固定到底板18上，用来安装针筒19；推杆22固定机构16与丝杠螺母副3及直线导轨(第一轨道4及第二轨道17)进行连接，通过丝杠螺母副3的运动来带动推杆22运动，从而挤出针筒19中的打印材料；第一轨道4及第二轨道17分别安装到丝杠螺母副3的两侧；限位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D生物打印机电动推力系统，其特征在于：包括底板、伺服电机、控制卡、联轴器、丝杠螺母副、直线导轨、针筒固定机构及推杆固定机构；底板的一侧安装伺服电机，伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杠螺母副同轴心连接；所述针筒固定机构安装于底板上，用于安装针筒；所述推杆固定机构与丝杠螺母副固定连接，推杆与推杆固定机构固定连接，从而实现挤出针筒中的打印材料；所述直线导轨安装到丝杠螺母副的两侧，所述推杆固定机构与直线导轨滑动连接；所述限位开关及伺服电机分别与控制卡线路连接。

【技术特征摘要】
1.一种3D生物打印机电动推力系统，其特征在于：包括底板、伺服电机、控制卡、联轴器、丝杠螺母副、直线导轨、针筒固定机构及推杆固定机构；底板的一侧安装伺服电机，伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杠螺母副同轴心连接；所述针筒固定机构安装于底板上，用于安装针筒；所述推杆固定机构与丝杠螺母副固定连接，推杆与推杆固定机构固定连接，从而实现挤出针筒中的打印材料；所述直线导轨安装到丝杠螺母副的两侧，所述推杆固定机构与直线导轨滑动连接；所述限位开关及伺服电机分别与控制卡线路连接。2.根据权利要求1所述的一种3D生物打印机电动推力系统，其特征在于：所述控制卡通过驱动器与伺服电机驱动连接。3.根据权利要求1所述的一种3D生物打印机电动推力系统，其特征在于：所述控制卡的输入端连接一上位机，上位机用于发送指令。4.根据权利要求1所述的一种3D生物打印机电动推力系统，其特征在于：所述限位开关包括第一限位开关和第二限位开关，均固定在底板的一侧。5.根据权利要求4所述的一种3D生物打印机电动推力系统，其特征在于：所述第一限位开关和第二限位开关之间设有挡块，所述挡块固定在推杆固定机构上。6.根据权利要求1所述的一种3D生物打印机电动推力系统，其特征在于：所述针筒固定机构包括支撑座、针筒挡板、调节板；所述支撑座固定到底板...

【专利技术属性】
技术研发人员：白大鹏，张斌，季清华，乔金铎，王京京，陆丽春，
申请(专利权)人：浙江大学滨海产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：天津,12