CN106074161B - 药物制剂3d打印机 - Google Patents

Abstract

药物制剂3D打印机属于3D打印机技术领域，尤其涉及一种药物制剂3D打印机。本发明提供一种适合制备药物制剂的药物制剂3D打印机。本发明包括X轴从动组件、X轴驱动组件、Y轴从动组件、Y轴驱动组件、从动组件固定器、打印传输组件、打印台活塞组件、活塞调节组件、进料台组件、触点平料组件和平料器驱动装置，其结构要点X轴从动组件与X轴驱动组件通过X轴传输带相连，Y轴从动组件设置在X轴传输带上，Y轴驱动组件与Y轴从动组件通过Y轴传输带相连，打印传输组件设置在Y轴传输带上，打印台活塞组件设置在打印传输组件的下方，进料台组件设置在打印台活塞组件沿X轴的侧方，活塞调节组件设置在打印台活塞组件、进料台组件的下端。

Description

药物制剂3D打印机

技术领域

本发明属于3D打印机技术领域，尤其涉及一种药物制剂3D打印机。

背景技术

3D打印机不仅可以“打印”一幢完整的建筑，甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品的形状。3D打印机已被广泛的使用，但未应用于药物制剂的制备方面，目前，尚无适合药物制剂的3D打印机。另外，现有3D打印机的连接装置为各分体连接部件的连接组合，连接装置体积大。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种适合制备药物制剂的药物制剂3D打印机。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括X轴从动组件、X轴驱动组件、Y轴从动组件、Y轴驱动组件、从动组件固定器、打印传输组件、打印台活塞组件、活塞调节组件、进料台组件、触点平料组件和平料器驱动装置，其结构要点X轴从动组件与X轴驱动组件通过X轴传输带相连，Y轴从动组件设置在X轴传输带上，Y轴驱动组件与Y轴从动组件通过Y轴传输带相连，打印传输组件设置在Y轴传输带上，打印台活塞组件设置在打印传输组件的下方，进料台组件设置在打印台活塞组件沿X轴的侧方，活塞调节组件设置在打印台活塞组件、进料台组件的下端，触点平料组件设置在进料台组件的上端，平料器驱动装置通过平料传输带与从动组件固定器相连，平料传输带沿X轴方向设置，触点平料组件设置在平料传输带上。

作为一种优选方案，本发明所述X轴从动组件包括对称的第一X轴从动组件和第二X轴从动组件，X轴驱动组件包括对称的第一X轴驱动组件和第二X轴驱动组件，第一X轴从动组件与第一X轴驱动组件置于同一侧，第二X轴从动组件与第二X轴驱动组件置于同一侧。

第一X轴从动组件中部后侧设置有第一从动同步带轮，第一从动同步带轮通过第一X轴传输带与第一X轴驱动组件的第一驱动轮相连，第一驱动轮通过X轴传动轴与第二X轴驱动组件的第二驱动轮相连，第二驱动轮中心轴与第二X轴驱动组件的X轴步进电机相连，第二驱动轮通过第二X轴传输带与第二X轴从动组件的第二从动同步带轮相连；第一X轴从动组件、第二X轴从动组件、第一X轴驱动组件和第二X轴驱动组件下端均通过耦合固定器与台面相连。

作为另一种优选方案，本发明所述Y轴从动组件包括对称的第一Y轴从动组件和第二Y轴从动组件，第一Y轴从动组件下部两侧通过第一X轴传输带固定器与第一X轴传输带相连，第一Y轴从动组件中部后侧设置有横向第一X轴光轴轴承，第一X轴光轴轴承内穿有第一X轴光轴，第一X轴光轴两端分别设置在第一X轴驱动组件、第一X轴从动组件上端后侧的第一光轴导向光轴固定器内。

第二Y轴从动组件下部两侧通过第二X轴传输带固定器与第二X轴传输带相连，第二Y轴从动组件中部后侧设置有横向第二X轴光轴轴承，第二X轴光轴轴承内穿有第二X轴光轴，第二X轴光轴两端分别设置在第二X轴驱动组件、第二X轴从动组件上端后侧的第二光轴导向光轴固定器内。

作为另一种优选方案，本发明所述打印传输组件包括后侧运动固定器、中部打印调整组件和前侧打印储料组件，运动固定器上下端均设置有横向Y轴光轴轴承，Y轴光轴轴承内穿有Y轴光轴，Y轴光轴两端分别设置在第一Y轴从动组件、第二Y轴从动组件上的Y轴导向光轴固定器内；所述打印调整组件包括后部连接板和前端连接块，连接板上设置有竖向弹性滑槽，前端连接块后端相应于弹性滑槽设置有滑块，连接块与连接板通过竖向条形孔、螺栓固定；运动固定器中部通过Y轴传输带固定器与Y轴传输带相连。

作为另一种优选方案，本发明所述Y轴驱动组件包括驱动固定器、Y轴驱动步进电机和Y轴驱动带轮，驱动固定器设置在所述第一X轴驱动组件上，Y轴驱动带轮的中心轴与Y轴驱动步进电机的输出轴相连，Y轴传输带依次绕过Y轴驱动带轮、第一Y轴同步带轮、第一平面导向轴承、平面导向轮、第二平面导向轴承、第二Y轴同步带轮、第三Y轴同步带轮、第四Y轴同步带轮，所述第一Y轴同步带轮和第四Y轴同步带轮设置在第一X轴驱动组件上，第一平面导向轴承和第二平面导向轴承横向布置在第一Y轴从动组件上，平面导向轮设置在第二Y轴从动组件上，平面导向轮与第一平面导向轴承、第二平面导向轴承之间的Y轴传输带与Y轴同向；第二Y轴同步带轮和第三Y轴同步带轮设置在所述第一X轴从动组件上。

作为另一种优选方案，本发明所述触点平料组件包括两侧平料器固定组件，平料器固定组件上端之间平行设置两个辅助固定轴，辅助固定轴之间设置有圆柱体平料管；平料器固定组件下部设置有平料直线光轴轴承，平料直线光轴轴承内穿有平料直线光轴，平料直线光轴两端分别固定在从动组件固定器、平料器驱动装置上；平料器固定组件下端与所述平料传输带相连。

作为另一种优选方案，本发明所述平料器驱动装置上端与所述台面下端相连，平料器驱动装置上部两侧通过第一平料导向光轴固定器与平料直线光轴相连，平料器驱动装置下部设置有平料步进电机，平料步进电机输出轴与平料驱动带轮相连。

所述从动组件固定器上端与台面下端相连，从动组件固定器上部通过第一平料导向光轴固定器与平料直线光轴相连，从动组件固定器下端设置有平料从动带轮，平料驱动带轮与平料从动带轮之间通过平料传输带相连；两侧所述平料驱动带轮通过平料传动轴相连。

作为另一种优选方案，本发明所述打印台活塞组件和进料台组件包括上端平台，平台下方设置有组件固定板，组件固定板四周设置有竖向通孔，一螺纹杆上端穿过竖向通孔与平台下端固定，组件固定板与平台之间的螺纹杆上套有弹簧，弹簧上下端分别与平台下端、组件固定板上端相抵，组件固定板下方的螺纹杆上旋有调节螺母；组件固定板周边设置有向外侧凸出的与外壳侧壁箱底的平面导向轴承，组件固定板下端中部设置有升降步进电机，升降步进电机的输出轴与竖向导向螺纹轴相连，螺纹轴上端旋于内螺纹管内，内螺纹管上端通过轴承与平台底面固定；导向螺纹轴侧方的组件固定板上设置有升降导向光轴固定器，升降导向光轴固定器与升降导向光轴上端固定。

其次，本发明所述活塞调节组件包括中部调节轮固定器，调节轮固定器两侧为轴承固定器，轴承固定器两侧通过组件固定光轴紧固在框架侧壁；调节轮固定器中部设置有螺纹孔，螺纹孔内旋于螺杆，螺杆下端与调节轮相连螺杆上端固定有调节轴承，所述导向螺纹轴下端为光轴，导向螺纹轴下端设置在调节轴承内；所述轴承固定器上设置有升降导向光轴轴承，升降导向光轴下部置于升降导向光轴轴承内。

另外，本发明所述X轴步进电机、Y轴驱动步进电机、平料步进电机、升降步进电机的控制信号输入端口分别与控制主板的电机控制信号输出端口相连，控制主板的喷头控制信号输出端口通过信号转换电路与所述打印储料组件上的喷头的控制信号输入端口相连；控制主板的检测信号输入端口与打印机运行检测信号输入端口相连，控制主板的控制信号输出端口与墨盒供电通断控制端口相连；控制主板的按键信号输入端口通过并行输入串行输出移位寄存器与按键相连，控制主板的按键信号输入端口通过旋转编码器与飞梭按键相连；控制主板的位置检测信号输入端口分别与Y轴位置限位光电开关的信号输出端口、X轴位置限位光电开关的信号输出端口、止动限位光电开关的信号输出端口相连，Y轴位置限位光电开关设置在所述连接板的上端，X轴位置限位光电开关设置在第一X轴驱动组件上端，止动限位光电开关设置在所述轴承固定器的下端；所述第一Y轴从动组件上端相应于Y轴位置限位光电开关、X轴位置限位光电开关设置有Y轴位置限位挡板、X轴位置限位挡板；所述升降导向光轴下端相应于止动限位光电开关设置有旗形限位挡板。

本发明有益效果。

本发明通过X轴从动组件、X轴驱动组件、Y轴从动组件、Y轴驱动组件、从动组件固定器、打印传输组件、打印台活塞组件、活塞调节组件、进料台组件、触点平料组件和平料器驱动装置的配合使用，设备成型速度快，尺寸小，适合做桌面级设备。

本发明成型过程不需要支撑，多余粉末的去除比较方便，特别适合做内腔复杂的原型。

本发明全色系均可打印。

多种材质粉末均可作为本发明打印机原料。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明X轴从动组件结构示意图。

图3是本发明X轴驱动组件结构示意图。

图4是本发明Y轴从动组件结构示意图。

图5是本发明Y轴驱动组件结构示意图。

图6是本发明从动组件固定器结构示意图。

图7是本发明打印传输组件结构示意图。

图8是本发明打印工作台活塞组件结构示意图。

图9是本发明活塞调节组件结构示意图。

图10是本发明进料台活塞组件结构示意图。

图11是本发明触点平料组件结构示意图。

图12是本发明平料器驱动装置结构示意图。

图13-1、13-2、13-3是本发明按键板电路图。

图14是本发明升压信号转换电路图。

图中，2为整体框架、3为从动组件固定器、4为进料台组件、5为X轴从动组件、6为打印台活塞组件、7为Y轴从动组件、8为打印传输组件、9为Y轴驱动组件、10为X轴驱动组件、11为第二X轴传输带、13为活塞调节组件、14为第一从动同步带轮、15为第一光轴导向光轴固定器、16为第二Y轴同步带轮、18为耦合固定器、20为第二光轴导向光轴固定器、21为X轴步进电机、23为第二驱动轮、24为第一X轴光轴轴承、27为第二平面导向轴承、28为第一X轴传输带固定器、29为Y轴驱动带轮、30为Y轴驱动步进电机、31为驱动固定器、32为平料从动带轮、34为平料导向光轴固定器、35为打印调整组件、36为打印储料组件、37为Y轴位置限位光电开关、38为运动固定器、39为Y轴光轴轴承、40为导向螺纹轴、42为升降导向光轴固定器、43为组件固定板、44为平台、45为弹簧、47为平面导向轴承、48为升降步进电机、49为升降导向光轴、50为止动限位组件、51为轴承固定器、52为调节轮固定器、54为组件固定光轴、55为调节轮、56为旗型限位器、57为截止触点、58为平料管、59为辅助固定轴、60为平料器固定组件、62为平料直线光轴轴承、63为平料步进电机、65为平料导向光轴固定器、66为平料驱动带轮。

具体实施方式

如图所示，本发明包括X轴从动组件、X轴驱动组件、Y轴从动组件、Y轴驱动组件、从动组件固定器、打印传输组件、打印台活塞组件、活塞调节组件、进料台组件、触点平料组件和平料器驱动装置，X轴从动组件与X轴驱动组件通过X轴传输带相连，Y轴从动组件设置在X轴传输带上，Y轴驱动组件与Y轴从动组件通过Y轴传输带相连，打印传输组件设置在Y轴传输带上，打印台活塞组件设置在打印传输组件的下方，进料台组件设置在打印台活塞组件沿X轴的侧方，活塞调节组件设置在打印台活塞组件、进料台组件的下端，触点平料组件设置在进料台组件的上端，平料器驱动装置通过平料传输带与从动组件固定器相连，平料传输带沿X轴方向设置，触点平料组件设置在平料传输带上。

所述X轴从动组件包括对称的第一X轴从动组件和第二X轴从动组件，X轴驱动组件包括对称的第一X轴驱动组件和第二X轴驱动组件，第一X轴从动组件与第一X轴驱动组件置于同一侧，第二X轴从动组件与第二X轴驱动组件置于同一侧。

第一X轴从动组件中部后侧设置有第一从动同步带轮，第一从动同步带轮通过第一X轴传输带与第一X轴驱动组件的第一驱动轮相连，第一驱动轮通过X轴传动轴与第二X轴驱动组件的第二驱动轮相连，第二驱动轮中心轴与第二X轴驱动组件的X轴步进电机相连，第二驱动轮通过第二X轴传输带与第二X轴从动组件的第二从动同步带轮相连；第一X轴从动组件、第二X轴从动组件、第一X轴驱动组件和第二X轴驱动组件下端均通过耦合固定器与台面相连。

本发明X轴从动组件是为X轴驱动提供对称同步轮固定，同时能够固定Y轴转向同步带轮与Y轴光轴导轨，采用多功能集成配件单元，加工可采用3D打印或机加方式。由螺丝紧固耦合固定器固定在基础底板上。由导向光轴固定器固定Y轴导向光轴导轨。装置工作时为X轴步进电机提供对称拉力的同步带轮；为Y轴同步带轮提供转角向力。设计点除了囊括功能还考虑到节约材料成本计算尺寸宽度既保证机械强度又控制零件体积，节约材料及成本，降低配件重量。本发明一个X轴从动组件既可为连接件、也可为紧固件、又可为导向件。

本发明X轴驱动组件为X轴动力配件。其中光轴固定架为X轴线性滑动提供光轴的固定；耦合固定器螺栓连接基础底板，驱动组件整体框架为上述功能提供整合；带联轴器的开口同步带轮带动同步带为X轴滑车提供传动动力；步进电机为X轴提供动力输出。设计点除了囊括功能还考虑到节约材料成本计算尺寸宽度既保证机械强度又控制零件体积，节约材料及成本，降低配件重量。

所述Y轴从动组件包括对称的第一Y轴从动组件和第二Y轴从动组件，第一Y轴从动组件下部两侧通过第一X轴传输带固定器与第一X轴传输带相连，第一Y轴从动组件中部后侧设置有横向第一X轴光轴轴承，第一X轴光轴轴承内穿有第一X轴光轴，第一X轴光轴两端分别设置在第一X轴驱动组件、第一X轴从动组件上端后侧的第一光轴导向光轴固定器内。

第二Y轴从动组件下部两侧通过第二X轴传输带固定器与第二X轴传输带相连，第二Y轴从动组件中部后侧设置有横向第二X轴光轴轴承，第二X轴光轴轴承内穿有第二X轴光轴，第二X轴光轴两端分别设置在第二X轴驱动组件、第二X轴从动组件上端后侧的第二光轴导向光轴固定器内。

本发明Y轴从动组件为Y轴驱动提供对称的同步轮固定，其中此配件同时能够固定平面导向轴承，为平面滑动提供定向平稳滑动；两个Y轴开口同步带固定器，固定Y轴同步带的两端，除了固定同步带还可以调节同步带的松紧；直线光轴轴承，定向光轴配套轴承固定位；轴承固定架，用于固定定向光轴配套轴承。设计点除了囊括功能还考虑到节约材料成本计算尺寸宽度既保证机械强度又控制零件体积，节约材料及成本，降低配件重量。

所述打印传输组件包括后侧运动固定器、中部打印调整组件和前侧打印储料组件，运动固定器上下端均设置有横向Y轴光轴轴承，Y轴光轴轴承内穿有Y轴光轴，Y轴光轴两端分别设置在第一Y轴从动组件、第二Y轴从动组件上的Y轴导向光轴固定器内；所述打印调整组件包括后部连接板和前端连接块，连接板上设置有竖向弹性滑槽，前端连接块后端相应于弹性滑槽设置有滑块，连接块与连接板通过竖向条形孔、螺栓固定；运动固定器中部通过Y轴传输带固定器与Y轴传输带相连。

本发明打印传输组件由直线导轨轴承（一组两个），限位组件、打印储料组件、打印调节（包括后部竖向弹性滑槽，前端连接块后端设置有滑块，通过竖向条形孔、螺栓固定）组件组成。直线导轨轴承为连接直线导轨线性移动；限位组件为固定限位光电开关（C形结构，运动到两边被L形挡板遮挡限位）、打印储料组件为打印头打印液的集合体、打印调节组件是调节打印头与打印平面距离的调节装置。设计点除了囊括功能还考虑到节约材料成本计算尺寸宽度既保证机械强度又控制零件体积，节约材料及成本，降低配件重量。所述打印头可采用压感式喷墨打印头，适合打印可食用药物粉末。

所述Y轴驱动组件包括驱动固定器、Y轴驱动步进电机和Y轴驱动带轮，驱动固定器设置在所述第一X轴驱动组件上，Y轴驱动带轮的中心轴与Y轴驱动步进电机的输出轴相连，Y轴传输带依次绕过Y轴驱动带轮、第一Y轴同步带轮、第一平面导向轴承、平面导向轮、第二平面导向轴承、第二Y轴同步带轮、第三Y轴同步带轮、第四Y轴同步带轮，所述第一Y轴同步带轮和第四Y轴同步带轮设置在第一X轴驱动组件上，第一平面导向轴承和第二平面导向轴承横向布置在第一Y轴从动组件上，平面导向轮设置在第二Y轴从动组件上，平面导向轮与第一平面导向轴承、第二平面导向轴承之间的Y轴传输带与Y轴同向；第二Y轴同步带轮和第三Y轴同步带轮设置在所述第一X轴从动组件上。

本发明Y轴驱动组件，为配合Y轴从动组件的配件。由驱动固定器，步进电机，带联轴的器同步带轮组成。驱动器固定器为固定和连接步进电机与主体骨架，步进电机为动力输出部件；带联轴器的同步带轮配合同步带把步进电机输出的动力传递出去。

所述触点平料组件包括两侧平料器固定组件，平料器固定组件上端之间平行设置两个辅助固定轴，辅助固定轴之间设置有圆柱体平料管；平料器固定组件下部设置有平料直线光轴轴承，平料直线光轴轴承内穿有平料直线光轴，平料直线光轴两端分别固定在从动组件固定器、平料器驱动装置上；平料器固定组件下端与所述平料传输带相连。

本发明触点平料组件：主要由平料器固定组件、直线光轴轴承、平料管、辅助固定轴、截止触点。触点平料组件作用是在打印机逐层打印时推送每层的打印原料。其中平料固定组件为紧固直线光轴轴承与平料管。截止触点配合限位光电开关，起动作限位作用。

所述平料器驱动装置上端与所述台面下端相连，平料器驱动装置上部两侧通过第一平料导向光轴固定器与平料直线光轴相连，平料器驱动装置下部设置有平料步进电机，平料步进电机输出轴与平料驱动带轮相连。

所述从动组件固定器上端与台面下端相连，从动组件固定器上部通过第一平料导向光轴固定器与平料直线光轴相连，从动组件固定器下端设置有平料从动带轮，平料驱动带轮与平料从动带轮之间通过平料传输带相连；两侧所述平料驱动带轮通过平料传动轴相连。

本发明从动组件固定器，由导向光轴固定器、开口同步带轮、从动组件固定架组成。其中导向光轴固定器为固定导向光轴。开口同步带轮为同步带配套零件。

本发明平料器驱动装置主要作为为平料器提供动力输出。由导向光轴固定器、步进电机、同步带轮、平料驱动固定架构成。

所述打印台活塞组件和进料台组件包括上端平台，平台下方设置有组件固定板，组件固定板四周设置有竖向通孔，一螺纹杆上端穿过竖向通孔与平台下端固定，组件固定板与平台之间的螺纹杆上套有弹簧，弹簧上下端分别与平台下端、组件固定板上端相抵，组件固定板下方的螺纹杆上旋有调节螺母；组件固定板周边设置有向外侧凸出的与外壳侧壁箱底的平面导向轴承，组件固定板下端中部设置有升降步进电机，升降步进电机的输出轴与竖向导向螺纹轴相连，螺纹轴上端旋于内螺纹管内，内螺纹管上端通过轴承与平台底面固定；导向螺纹轴侧方的组件固定板上设置有升降导向光轴固定器，升降导向光轴固定器与升降导向光轴上端固定。

本发明打印台活塞组件由打印工作台、工作台固定组件、轴承固定器、平面导向轴承、辅助导向光轴、导向螺纹轴、步进电机、驱动固定组件、导向光轴固定器，工作台调节弹簧（螺纹杆穿过弹簧，固定板下方的螺杆上旋有螺母，螺母旋动顶固定板，压缩弹簧）组成。打印工作台同时为粉仓又是打印成品台，是承载药品的基础，为平面金属材质，可选加热部件，完成加热功能。工作台固定组件为固定工作台与其他部件的紧固件。平面导向轴承是六个一组，为方式定向移动时候的晃动，增加垂直运动稳定性，正面背面为两两一组，左右两侧为一个一组。辅助导向光轴配合导向螺纹轴，为垂直稳定机构，步进电机通过联轴器输出动力给螺纹轴，从而完成工作台的垂直升降。驱动固定组件为步进电机固定装置，业主要功能是连接底座与步进电机。导向光轴固定器为配套辅助导向光轴固定作用。工作台调节弹簧是4个一组，主要功能是对工作台的水平进行微调。此装置功能强大性能稳定，设计点除了囊括功能还考虑到节约材料成本计算尺寸宽度既保证机械强度又控制零件体积，节约材料及成本，降低配件重量。

本发明进料台组件的结构基本与打印台活塞组件相同，唯一不同为平面导向轴承只有4个，4个方向每个方向一个。此装置功能强大性能稳定，设计点除了囊括功能还考虑到节约材料成本计算尺寸宽度既保证机械强度又控制零件体积，节约材料及成本，降低配件重量。

所述活塞调节组件包括中部调节轮固定器，调节轮固定器两侧为轴承固定器，轴承固定器两侧通过组件固定光轴紧固在框架侧壁；调节轮固定器中部设置有螺纹孔，螺纹孔内旋于螺杆，螺杆下端与调节轮相连螺杆上端固定有调节轴承，所述导向螺纹轴下端为光轴，导向螺纹轴下端设置在调节轴承内；所述轴承固定器上设置有升降导向光轴轴承，升降导向光轴下部置于升降导向光轴轴承内。

本发明活塞调节组件由导向光轴轴承、轴承固定器、止动限位组件、旗型限位器、调节轮固定器、活塞组固定光轴。导向光轴轴承，配合打印台活塞组件上的辅助导向光轴，提供低阻力定向滑动。轴承固定器为导向光轴轴承提供紧固作用。止动限位组件配合旗型限位器为打印平台提供运动极限安全限位，旗型限位器就相当于一个挡板，与导向光轴下端相连，导向光轴上端与托板固定，随托板上下移动，旗型限位器随导向光轴上下运动。止动限位组件为光电开关，当导向光轴上升到极限位置时，挡板遮挡光电开关限位。调节轮固定器为固定活塞组件调节轮。活塞组件调节轮旋转带动调节轴承上下移动，带动导向螺纹轴上下移动，调节打印平台的初始高度。组件固定光轴为横向平台固定作用，紧固在框架侧壁。此装置功能强大性能稳定，设计点除了囊括功能还考虑到节约材料成本计算尺寸宽度既保证机械强度又控制零件体积，节约材料及成本，降低配件重量。

所述X轴步进电机、Y轴驱动步进电机、平料步进电机、升降步进电机的控制信号输入端口分别与控制主板的电机控制信号输出端口相连，控制主板的喷头控制信号输出端口通过信号转换电路与所述打印储料组件上的喷头的控制信号输入端口相连；控制主板的检测信号输入端口与打印机运行检测信号输入端口相连，控制主板的控制信号输出端口与墨盒供电通断控制端口相连；控制主板的按键信号输入端口通过并行输入串行输出移位寄存器与按键相连，控制主板的按键信号输入端口通过旋转编码器与飞梭按键相连；控制主板的位置检测信号输入端口分别与Y轴位置限位光电开关的信号输出端口、X轴位置限位光电开关的信号输出端口、止动限位光电开关的信号输出端口相连，Y轴位置限位光电开关设置在所述连接板的上端，X轴位置限位光电开关设置在第一X轴驱动组件上端，止动限位光电开关设置在所述轴承固定器的下端；所述第一Y轴从动组件上端相应于Y轴位置限位光电开关、X轴位置限位光电开关设置有Y轴位置限位挡板、X轴位置限位挡板；所述升降导向光轴下端相应于止动限位光电开关设置有旗形限位挡板。

所述控制主板可采用Atmega2560处理器，他拥有256Kram，运行主频16Mhz。主板可以通过一个usb电缆与PC机进行连接，主板的USB接口方案为工业级FTDIFT232，具有更好的稳定性。主板与ArduinoMega2560兼容，可通过ArdunioIDE进行开发。电机驱动模块采用TI公司最新的DRV8825专用驱动芯片，专门驱动8.2-45V2.5A的步进电机，具有过热关闭、欠压锁定、交叉电流保护功能。

升压信号转换电路主要有两个功能,一是将主控制板的12V电压升压到墨盒所使用的20V电压，二是将主板的IO(input/output接口)转换成墨盒（设置在哪，与设备哪个部件如何连接。就是喷头）需要的12个IO信号，由于主板的电路资源有限，本电路仅占用主要的4个IO，转换成16路IO来驱动墨盒，节约了主板宝贵的接口资源。

如图14所示，该部分电路还对驱动器设计了保护电路部分，如果打印机不运行，主板会通过U1断开墨盒与高压部分的物理连接，无电流冲击，提高墨盒的使用寿命。此外对主板与驱动板的连接部分并联了续流保护二极管D1，可以提高继电器的响应速度，对继电器进行保护。也防止电路连接错误时对驱动板（升压信号转换电路板）的保护。

升压电路的控制器件由MC34063完成。器件本身包含了DC/DC（直流/直流变换）变换器所需要的主要功能的单片控制电路且价格便宜。它由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，R-S触发器和大电流输出开关电路等组成。该器件可用于升压变换器、降压变换器、反向器的控制核心，由它构成的DC/DC变换器仅用少量的外部元器件。由于墨盒驱动的电源要求为20V输入，如果电压过小或者驱动能力不足，墨盒不能喷墨。如果电压过高，那么很可能使墨盒烧毁。通过专业的电路设计，保证开关电源的精度和功率，可靠稳定的电路板布局保证了开关电压的工作效率。

IO信号转换器件有CD4067完成，CD4067是数字控制模拟开关，具有低导通阻抗，低截止漏电流和内部地址译码的特征。另外，在整个输入信号范围内，导通电阻保持相对稳定。CD4067是16通道开关，有四个二进制输入端a、b、c、d和控制端C，输入的任意一个组合可选择一路开关。采用4线16线模拟开关，可以将输入的4个IO信号进行转换，输出16路IO信号。这对于控制主板来说非常具有意义，不仅节约了主板的IO资源，信号连接电缆也仅需要4条即可完成，降低了成本，减少故障率。

CD4067输出的16路开关信号，通过ULN2803达林顿晶体管阵列进行放大输出，采用两片ULN2803组成16路驱动阵列输出，它将数字器件的TTL/CMOS电平信号转换成和墨盒的高压驱动接口。每个输出节点具有集电极开路输出和独立的续流二极管（内部集成），有效保护达林顿晶体管，有效抑制信号跃变。

如图13所示，按键采集电路采用6个独立的薄膜开关按键和一个旋转编码器实现6路独立的按键采用8位并行输入串行输出移位寄存器74HC165实现。它将6位按键的开关信号在读取信号有效时候，一次读入到内部寄存器中，在主板的时钟信号驱动下，在每个时钟的上升沿把八位按键信号逐次移位输出，这样，仅使用主板3个IO（那三个D40/42/44）资源完成了8个信号的读取传输给主板，灵活性非常好。

另外采用一个独立的旋转编码器来进行一个飞梭按键的驱动，旋转编码器可通过旋转可以计数正方向和反方向转动过程中输出脉冲的次数，旋转计数不像电位计，这种转动计数是没有限制的。配合旋转编码器上的按键，可以复位到初始状态，即从0开始计数。一个按键可以完成“向前”、“向后”、“确认”的按键操作，根据旋转速度的大小，还能响应操作者的快速定位，具有非常好的用户体验。

本发明采用的成型原料可由药品粉末和粘合剂构成。打印原料可回收再利用。

本发明工作原理为。

上一层粘结完毕后，成型缸（打印台活塞组件）下降一个距离，供粉缸（进料台组件）上升一个高度，推出若干粉末，并被触点平料组件推到成型缸，铺平并被压实。喷头在计算机控制下，按下一建造截面的成型数据有选择的喷射粘合剂建造层面。铺粉辊铺粉时，多余的粉末将被集粉装置收集。如此周而复始地送粉、铺粉和喷射粘合剂，最终完成一个三维粉体粘结。未被喷射粘合剂的地方为干粉，在成型过程中起支撑作用，且成型结束后比较容易去除。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.药物制剂3D打印机，包括X轴从动组件、X轴驱动组件、Y轴从动组件、Y轴驱动组件、从动组件固定器、打印传输组件、打印台活塞组件、活塞调节组件、进料台组件、触点平料组件和平料器驱动装置，其特征在于X轴从动组件与X轴驱动组件通过X轴传输带相连，Y轴从动组件设置在X轴传输带上，Y轴驱动组件与Y轴从动组件通过Y轴传输带相连，打印传输组件设置在Y轴传输带上，打印台活塞组件设置在打印传输组件的下方，进料台组件设置在打印台活塞组件沿X轴的侧方，活塞调节组件设置在打印台活塞组件、进料台组件的下端，触点平料组件设置在进料台组件的上端，平料器驱动装置通过平料传输带与从动组件固定器相连，平料传输带沿X轴方向设置，触点平料组件设置在平料传输带上;

所述X轴从动组件包括对称的第一X轴从动组件和第二X轴从动组件，X轴驱动组件包括对称的第一X轴驱动组件和第二X轴驱动组件，第一X轴从动组件与第一X轴驱动组件置于同一侧，第二X轴从动组件与第二X轴驱动组件置于同一侧；

第一X轴从动组件中部后侧设置有第一从动同步带轮，第一从动同步带轮通过第一X轴传输带与第一X轴驱动组件的第一驱动轮相连，第一驱动轮通过X轴传动轴与第二X轴驱动组件的第二驱动轮相连，第二驱动轮中心轴与第二X轴驱动组件的X轴步进电机相连，第二驱动轮通过第二X轴传输带与第二X轴从动组件的第二从动同步带轮相连；第一X轴从动组件、第二X轴从动组件、第一X轴驱动组件和第二X轴驱动组件下端均通过耦合固定器与台面相连。

2.根据权利要求1所述药物制剂3D打印机，其特征在于所述Y轴从动组件包括对称的第一Y轴从动组件和第二Y轴从动组件，第一Y轴从动组件下部两侧通过第一X轴传输带固定器与第一X轴传输带相连，第一Y轴从动组件中部后侧设置有横向第一X轴光轴轴承，第一X轴光轴轴承内穿有第一X轴光轴，第一X轴光轴两端分别设置在第一X轴驱动组件、第一X轴从动组件上端后侧的第一光轴导向光轴固定器内；

第二Y轴从动组件下部两侧通过第二X轴传输带固定器与第二X轴传输带相连，第二Y轴从动组件中部后侧设置有横向第二X轴光轴轴承，第二X轴光轴轴承内穿有第二X轴光轴，第二X轴光轴两端分别设置在第二X轴驱动组件、第二X轴从动组件上端后侧的第二光轴导向光轴固定器内。

3.根据权利要求2所述药物制剂3D打印机，其特征在于所述打印传输组件包括后侧运动固定器、中部打印调整组件和前侧打印储料组件，运动固定器上下端均设置有横向Y轴光轴轴承，Y轴光轴轴承内穿有Y轴光轴，Y轴光轴两端分别设置在第一Y轴从动组件、第二Y轴从动组件上的Y轴导向光轴固定器内；所述打印调整组件包括后部连接板和前端连接块，连接板上设置有竖向弹性滑槽，前端连接块后端相应于弹性滑槽设置有滑块，连接块与连接板通过竖向条形孔、螺栓固定；运动固定器中部通过Y轴传输带固定器与Y轴传输带相连。

4.根据权利要求3所述药物制剂3D打印机，其特征在于所述Y轴驱动组件包括驱动固定器、Y轴驱动步进电机和Y轴驱动带轮，驱动固定器设置在所述第一X轴驱动组件上，Y轴驱动带轮的中心轴与Y轴驱动步进电机的输出轴相连，Y轴传输带依次绕过Y轴驱动带轮、第一Y轴同步带轮、第一平面导向轴承、平面导向轮、第二平面导向轴承、第二Y轴同步带轮、第三Y轴同步带轮、第四Y轴同步带轮，所述第一Y轴同步带轮和第四Y轴同步带轮设置在第一X轴驱动组件上，第一平面导向轴承和第二平面导向轴承横向布置在第一Y轴从动组件上，平面导向轮设置在第二Y轴从动组件上，平面导向轮与第一平面导向轴承、第二平面导向轴承之间的Y轴传输带与Y轴同向；第二Y轴同步带轮和第三Y轴同步带轮设置在所述第一X轴从动组件上。

5.根据权利要求4所述药物制剂3D打印机，其特征在于所述触点平料组件包括两侧平料器固定组件，平料器固定组件上端之间平行设置两个辅助固定轴，辅助固定轴之间设置有圆柱体平料管；平料器固定组件下部设置有平料直线光轴轴承，平料直线光轴轴承内穿有平料直线光轴，平料直线光轴两端分别固定在从动组件固定器、平料器驱动装置上；平料器固定组件下端与所述平料传输带相连。

6.根据权利要求5所述药物制剂3D打印机，其特征在于所述平料器驱动装置上端与所述台面下端相连，平料器驱动装置上部两侧通过第一平料导向光轴固定器与平料直线光轴相连，平料器驱动装置下部设置有平料步进电机，平料步进电机输出轴与平料驱动带轮相连；

所述从动组件固定器上端与台面下端相连，从动组件固定器上部通过第一平料导向光轴固定器与平料直线光轴相连，从动组件固定器下端设置有平料从动带轮，平料驱动带轮与平料从动带轮之间通过平料传输带相连；两侧所述平料驱动带轮通过平料传动轴相连。

7.根据权利要求6所述药物制剂3D打印机，其特征在于所述打印台活塞组件和进料台组件包括上端平台，平台下方设置有组件固定板，组件固定板四周设置有竖向通孔，一螺纹杆上端穿过竖向通孔与平台下端固定，组件固定板与平台之间的螺纹杆上套有弹簧，弹簧上下端分别与平台下端、组件固定板上端相抵，组件固定板下方的螺纹杆上旋有调节螺母；组件固定板周边设置有向外侧凸出的与外壳侧壁箱底的平面导向轴承，组件固定板下端中部设置有升降步进电机，升降步进电机的输出轴与竖向导向螺纹轴相连，螺纹轴上端旋于内螺纹管内，内螺纹管上端通过轴承与平台底面固定；导向螺纹轴侧方的组件固定板上设置有升降导向光轴固定器，升降导向光轴固定器与升降导向光轴上端固定。

8.根据权利要求7所述药物制剂3D打印机，其特征在于所述活塞调节组件包括中部调节轮固定器，调节轮固定器两侧为轴承固定器，轴承固定器两侧通过组件固定光轴紧固在框架侧壁；调节轮固定器中部设置有螺纹孔，螺纹孔内旋于螺杆，螺杆下端与调节轮相连螺杆上端固定有调节轴承，所述导向螺纹轴下端为光轴，导向螺纹轴下端设置在调节轴承内；所述轴承固定器上设置有升降导向光轴轴承，升降导向光轴下部置于升降导向光轴轴承内。

9.根据权利要求8所述药物制剂3D打印机，其特征在于所述X轴步进电机、Y轴驱动步进电机、平料步进电机、升降步进电机的控制信号输入端口分别与控制主板的电机控制信号输出端口相连，控制主板的喷头控制信号输出端口通过信号转换电路与所述打印储料组件上的喷头的控制信号输入端口相连；控制主板的检测信号输入端口与打印机运行检测信号输入端口相连，控制主板的控制信号输出端口与墨盒供电通断控制端口相连；控制主板的按键信号输入端口通过并行输入串行输出移位寄存器与按键相连，控制主板的按键信号输入端口通过旋转编码器与飞梭按键相连；控制主板的位置检测信号输入端口分别与Y轴位置限位光电开关的信号输出端口、X轴位置限位光电开关的信号输出端口、止动限位光电开关的信号输出端口相连，Y轴位置限位光电开关设置在所述连接板的上端，X轴位置限位光电开关设置在第一X轴驱动组件上端，止动限位光电开关设置在所述轴承固定器的下端；所述第一Y轴从动组件上端相应于Y轴位置限位光电开关、X轴位置限位光电开关设置有Y轴位置限位挡板、X轴位置限位挡板；所述升降导向光轴下端相应于止动限位光电开关设置有旗形限位挡板。

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