CN108673887B - 用于生物3d打印机的可扩展人体固定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于生物3D打印机的可扩展人体固定装置，包括大支架、小支架、剪式伸缩架和电机，所述的大支架上设有滑槽、螺杆和两个移动支撑装置；两个移动支撑装置设置在大支架的滑槽内通过螺纹与螺杆啮合，且两个移动支撑装置的移动块的螺纹旋向相反；大支架和小支架通过剪式伸缩架连接。通过电机的旋转即可控制大支架和小支架之间的距离。且所述的小支架也设有移动支撑装置，在电机转动时，四个移动支撑装置的距离也会发生变化，网格的四个角与四个移动支撑装置相连，即可展开和收缩。本发明机构可折叠，方便携带、网格固定的空间可大可小、采用伺服电机可精确控制伸出距离。

Description

用于生物3D打印机的可扩展人体固定装置
技术领域
本发明属生物3D打印技术领域，涉及模块化的生物3D打印机中的身体某个部分的固定，具体为一种用于生物3D打印机的可扩展人体固定装置。
背景技术
生物3D打印机的主要作用在于对人体伤口部位进行生物材质的3D打印工作，利用培养出的患者自身细胞与生物材料，共同逐层堆积制造，打印出人工皮肤。
目前国内外较为先进的皮肤3D打印研究机构大多为台式3D打印机，为保证较高的精度而体积重量大，不具有便携性，例如现有的韩国浦项科技大学多喷头组织/器官制造系统(MtoBS)、美国爱荷华大学的多臂生物打印机(MABP)系统、Novogen MMX生物打印机等，其精度虽然较高，但是体积庞大，无法实现便携。同时，国内外研发的小型生物3D打印机大多以动物为实验对象，固定的方式多为夹持，不容易固定，很容易导致在打印过程中喷头的走位不精致，使打印效果大打折扣。
要使生物3D打印机体积得到缩小的同时能很好的对打印的部位进行固定，就要有一种伸缩、可扩展的固定装置。
发明内容
本发明提供一种用于生物3D打印机的可扩展人体固定装置，用于更有效地固定，提高打印精度。
本发明的可扩展人体各部分固定装置，包括大支架、小支架、剪式伸缩架和电机，所述的大支架上设有滑槽、螺杆和两个移动支撑装置；所述的移动支撑装置包括相互连接的移动块和支撑架，所述的移动块设置在大支架的滑槽内，移动块通过螺纹与螺杆啮合，且两个移动支撑装置的移动块的螺纹旋向相反，螺杆与电机输出轴同轴连接；
所述的小支架上设有滑槽、光轴和两个移动支撑装置；所述的移动支撑装置包括相互连接的移动块和支撑架；所述的移动块设置在小支架的滑槽内，移动块上设有通孔，移动块通过通孔套设在光轴上。
所述的剪式伸缩架一端的两个连接点分别与大支架上的两个移动块铰接；另一端的两个连接点分别与小支架上的两个移动块铰接；
所述的网格可拆卸连接与四个支撑架上。
优选的，所述的大支架和小支架上的滑槽均为T形槽,所述设置在滑槽内的移动块呈工形；滑槽与移动块配合形成移动副。
优选的，所述的支撑架的一端与移动块铰接，即支撑架可绕移动块旋转，当不工作时可将支撑架收起，当工作时可将支撑架立起展开。所述的支撑杆用于连接柔性的固定网格。
优选的，所述大支架四周设有用于与打印机主体固定的通孔。
所述光轴为光滑的圆轴，光轴固定在滑槽下方，用于约束移动块的移动方向，所述光轴同时通过两个移动块中间的通孔。
所述的四个支撑杆分别固定网格的四个角。所述的网格为一块可伸展的面料。
本发明与传统的生物3D打印装置相比，具有以下有益效果：
1、机构可折叠，方便携带。
2、固定的空间可大可小。
3、采用伺服电机控制伸出距离。
附图说明
图1为可扩展人体各部位固定装置的结构示意图。
电机1、联轴器2、螺杆3、大支架4、大支架左工形移动块5、大支架左网格支撑杆6、大支架右工形移动块7、大支架右网格支撑架8、大支架右滑块9、小支架右滑块10、小支架右网格支撑架11、小支架右工形移动块12、小支架左网格支撑架13、小支架左工形移动块14、小支架光轴15、小支架16、小支架左滑块17、铰链18、大支架左滑块19、网格20。
具体实施方式
如图1所示，本发明的可扩展人体各部分固定装置，包括大支架、小支架、剪式伸缩架和电机，所述的大支架上设有滑槽、螺杆和两个移动支撑装置；所述的移动支撑装置包括相互连接的移动块和支撑架，所述的移动块设置在大支架的滑槽内，移动块通过螺纹与螺杆啮合，且两个移动支撑装置的移动块的螺纹旋向相反，螺杆与电机输出轴同轴连接；
所述的小支架上设有滑槽、光轴和两个移动支撑装置；所述的移动支撑装置包括相互连接的移动块和支撑架；所述的移动块设置在小支架的滑槽内，移动块上设有通孔，移动块通过通孔套设在光轴上。
所述的剪式伸缩架一端的两个连接点分别与大支架上的两个移动块铰接；另一端的两个连接点分别与小支架上的两个移动块铰接；
所述的网格可拆卸连接与四个支撑架上。
优选的，所述的大支架和小支架上的滑槽均为T形槽,所述设置在滑槽内的移动块呈工形；滑槽与移动块配合形成移动副。
优选的，所述的支撑架的一端与移动块铰接，即支撑架可绕移动块旋转，当不工作时可将支撑架收起，当工作时可将支撑架立起展开。所述的支撑杆用于连接柔性的固定网格。
优选的，所述大支架四周设有用于与打印机主体固定的通孔。
所述光轴为光滑的圆轴，光轴固定在滑槽下方，用于约束移动块的移动方向，所述光轴同时通过两个移动块中间的通孔。
如图1所示，在本发明的一个具体实施例中，固定装置包括电机1、大支架4、二级铰链18、小支架16、网格20；
所述的大支架上有螺杆3，螺杆3通过联轴器2与电机1相连，所述螺杆用于螺纹旋向不同的大支架左滑块19、大支架右滑块9相啮合；
所述大支架左滑块19、大支架右滑块9与铰链18相铰接；所述铰链18同时与小支架右滑块10、小支架左滑块17铰接；所述小支架右滑块10、小支架左滑块17上设有通孔与小支架光轴15同轴心；所述小支架光轴15固定在小支架16上；
所述小支架16通过移动副与小支架右工形移动块12、小支架左工形移动块14相配合；所述小支架右工形移动块12通过旋转副与小支架右网格支撑架11相铰接；所述小支架左工形移动块14通过旋转副与小支架左网格支撑架13相连；所述小支架右网格支撑架11、小支架左网格支撑架14与可扩展网格20相连；
所述可扩展网格20与大支架左网格支撑架6、大支架右网格支撑架8相连；所述大支架左网格支撑架6通过旋转副与大支架左工形移动块5相连；所述大支架右网格支撑架8通过旋转副与大支架左工形移动块7相连；
所述的大支架右工形移动块7与大支架右滑块9固定连接，所述的大支架左工形移动块6与大支架左滑块19固定连接。
所述的小支架右工形移动块12与小支架右滑块10固定连接，所述的小支架左工形移动块14与小支架左滑块17固定连接。
实际上，上述实施例中的移动块和滑块可以一体化成型，共同组成移动块。
本发明的工作方法如下：
电机带动螺杆旋转一定角度，大支架上的两个移动块因为旋向不同，即会根据螺杆的旋转方向而相互靠近或远离。
当需要展开本发明的装置时，使两个移动块相互靠近；与大支架上两个滑块铰接的剪式伸缩架18伸出，同时带动另一端的小支架上的两个滑动块相互靠近；
当四个移动块移动到合适的位置时(此时大支架和小支架之间的距离也会增加)，电机1停止转动，竖起四个支撑架展开网格；进行固定和打印。
当打印完成后，撤去网格20，将四个支撑架平放，电机反转，剪式伸缩架18收缩，直至小支架与大支架贴合。

Claims (6)

1.一种用于生物3D打印机的可扩展人体固定装置，其特征在于包括大支架、小支架、剪式伸缩架和电机，所述的大支架上设有滑槽、螺杆和两个移动支撑装置；所述的移动支撑装置包括相互连接的移动块和支撑架，所述的移动块设置在大支架的滑槽内，移动块通过螺纹与螺杆啮合，且两个移动支撑装置的移动块的螺纹旋向相反，螺杆与电机输出轴同轴连接；
所述的小支架上设有滑槽、光轴和两个移动支撑装置；所述的移动支撑装置包括相互连接的移动块和支撑架；所述的移动块设置在小支架的滑槽内，移动块上设有通孔，移动块通过通孔套设在光轴上；
所述的剪式伸缩架一端的两个连接点分别与大支架上的两个移动块铰接；另一端的两个连接点分别与小支架上的两个移动块铰接；
所述的网格可拆卸设置在四个支撑架上。
2.根据权利要求1所述的用于生物3D打印机的可扩展人体固定装置，其特征在于所述的大支架和小支架上的滑槽均为T形槽,所述设置在滑槽内的移动块呈工形；滑槽与移动块配合形成移动副。
3.根据权利要求1所述的用于生物3D打印机的可扩展人体固定装置，其特征在于所述的支撑架的一端与移动块铰接，另一端用于连接网格。
4.根据权利要求1所述的用于生物3D打印机的可扩展人体固定装置，其特征在于所述大支架四周设有用于固定连接打印机主体的通孔。
5.根据权利要求1所述的用于生物3D打印机的可扩展人体固定装置，其特征在于所述小支架的光轴为光滑的圆轴，光轴固定在滑槽下方，用于约束移动块的移动方向，所述光轴同时通过两个移动块中间的通孔。
6.根据权利要求1所述的用于生物3D打印机的可扩展人体固定装置，其特征在于四个支撑杆分别固定网格的四个角。
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