CN113249220A - 一种用于带状/条状生物材料挤出与接收的工作平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于带状/条状生物材料挤出与接收的工作平台，包括：包括底座、龙门、挤出装置和接收装置，其中，龙门固定在底座上，挤出装置安装在龙门上，所述接收装置有若干个，且安装在圆盘底座上；所述圆盘底座通过完全齿轮安装在底座上与接收装置相对的位置，完全齿轮通过惰轮与不完全齿轮齿合，滚动轴承安装在不完全齿轮的正下方；电机支架安装在不完全齿轮的上方，第一电机安装在电机支架上。采用这样的方式，整个工作过程无停留，定位一次以后，无需再次定位。提升了挤出的工作效率，同时也能够实现一次性工作完成多个生物材料的打印。

Description

一种用于带状/条状生物材料挤出与接收的工作平台

技术领域

本发明属于生物制造-生物3D打印设备技术领域，具体涉及一种用于带状/条状生物材料挤出与接收的工作平台。

背景技术

目前大部分实验室都是手动用一些零件的辅助将细胞束（生物材料的一种）挤入到高分子材料状网格中。手动的方式效率不高，对操作人的有一定的熟练度要求，而且操作过程中有可能损害细胞束。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出了一种用于带状/条状生物材料挤出与接收的工作平台，旨在解决由于手动挤出生物材料说的导致的定位不准和损害材料的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种用于带状/条状生物材料挤出与接收的工作平台，包括：包括底座、龙门、挤出装置和接收装置，其中，龙门固定在底座上，挤出装置安装在龙门上，所述接收装置有若干个，且安装在圆盘底座上；所述圆盘底座通过完全齿轮安装在底座上与接收装置相对的位置，完全齿轮通过惰轮与不完全齿轮齿合，滚动轴承安装在不完全齿轮的正下方；电机支架安装在不完全齿轮的上方，第一电机安装在电机支架上。

进一步的，所述挤出装置固定在Z向安装滑块板上，然后通过Z轴安装箱安装在龙门上，Z轴安装箱中安装有丝杠电机，所述丝杠电机可带动Z向安装滑块板上下运动。

进一步地，所述不完全齿轮为1/4不完全齿轮，所述接收装置有4个。

进一步地，圆盘底座上有大小与所述接收装置对应的凹槽，接收装置放置在凹槽中并通过压片固定。

进一步地，采用定位棒来固定圆盘底座，以保证接收装置和挤出装置同轴心。

进一步地，底座上还对称地安装有两个把手，方便操作员移动所述工作平台。

进一步地，所述挤出装置包括喷嘴、喷嘴支架、自主装置安装板、下端同轴扣、丝杠、贯穿式丝杠电机、贯穿式丝杠电机安装板、上端同轴扣、钢棒；所述丝杠被上端同轴扣和下端同轴扣约束于自主装置安装板上、通过贯穿式丝杠电机推动钢棒上下运动，喷嘴支架固定在自主装置安装板上，所述喷嘴支架使得喷嘴与钢棒同轴、且喷嘴位于钢棒的正下方。

进一步地，所述喷嘴为两瓣式，中间的凹槽可容纳生物材料，通过紧固环将放入生物材料的喷嘴紧固后，安装在喷嘴支架上。

进一步地，所述接收装置包括接收装置底座、接收筒公筒和接收筒母筒，接收筒公筒和接收筒母筒组合在一起后安装在接收装置底座上，接收筒公筒和接收筒母筒上均有半圆柱凹槽，可容纳圆筒状的核壳结构的接收材料。

进一步地，所述接收筒公筒和接收筒母筒为卡扣式组合，接收筒公筒和接收筒母筒的底部为旋转式卡扣，与接收装置底座上的圆筒式卡槽配合，使得接收筒能够快速安装和拆卸。

进一步地，所述圆筒状的核壳结构的接收材料是高分子材料网格筒。

此外，本发明的实施例还提供了一种用于带状/条状生物材料挤出与接收的工作平台的使用方法，包括：

平台工作前的准备工作：将接收装置中放入圆筒状的核壳结构的接收材料筒后，将接收装置装在圆盘底座对应的位置上，并用压片压紧，准备若干个喷嘴，将其中都填好生物材料备用，将其中一个装到喷嘴支架上，并将下端用紧固环紧固；调整圆盘底座的位置保证接收装置和挤出装置同轴心，使用定位棒固定圆盘底座；启动丝杠电机调整挤出装置的高度，使其下端靠近挤出装置上端，调整完以后将定位棒拔出，此时不完全齿轮与惰轮处于刚钢脱离啮合的状态；

工作中：启动贯穿式丝杠电机和第一电机，钢棒向下运动，开始将生物材料挤出到接收装置中，然后贯穿式丝杠电机复位，人工将另一个有生物材料的喷嘴替换掉已经没有生物材料的喷嘴；第一电机继续转动，不完全齿轮开始和惰轮啮合，进而带动完全齿轮转动，将下一个接收装置带到挤出装置正下方，贯穿式丝杠电机再次启动，开始下一轮挤出生物材料的操作，直到所有的接收装置都装有生物材料后，第一电机停止工作；

工作后：移开压片，将接收装置取下，将接收筒公筒、接收筒母筒从接收装置底座中取出，并解开两者之间的卡扣，取出里面装有生物材料的接收材料。

本发明的有益效果是：本发明的用于带状/条状生物材料挤出与接收的工作平台（1）采用1/4不完全齿轮与完全齿轮的配合方式，当齿轮配合时，不完全齿轮带动完全齿轮动，实现将接收装置转到挤出装置的正下方，当转到齿轮不配合的地方时，挤出装置工作，完成挤出和复位。采用这样的方式，整个工作过程无停留，定位一次以后，无需再次定位。提升了挤出的工作效率，同时也能够实现一次性工作完成4个生物材料的打印；（2）挤出装置采用了下端同轴扣和上端同轴扣，能够保证丝杠竖直向下运动而不发生偏移，进一步保证钢棒在向下运动的时候保持很好的垂直度；（3）接收装置中的接收筒公筒和接收筒母筒采用卡口式的配合方式，便于分离和安装，并且能够从接收装置底座中拆下，方便高分子材料网格筒的放入和取出；（4）挤出装置安装在Z向安装滑块板上，而Z向安装滑块板可以由丝杠电机控制上下移动，这就便于以后根据实际的情况调整挤出装置的高度；（5）定位棒能够与圆盘底座和底座上的定位孔配合，更加方便的进行接收装置的定位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的工作平台的立体图；

图2为本发明的工作平台的爆炸图；

图3为本发明的工作平台的正视图；

图4为本发明的工作平台的挤出装置的立体图；

图5为本发明的工作平台的挤出装置的爆炸图；

图6为本发明的工作平台的挤出装置的俯视图；

图7为本发明的工作平台的挤出装置的剖视图；

图8为本发明的工作平台的接收装置的立体图；

图9为本发明的工作平台的接收装置的爆炸图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

附图中的标记如下：1.底座，2.把手，3.龙门，4.挤出装置，401.喷嘴，402.紧固环，403.喷嘴支架，404.自主装置安装板，405.下端同轴扣，406.丝杠，407.贯穿式丝杠电机，408. 贯穿式丝杠电机安装板，409.角钢，410.上端同轴扣，411.钢棒，412.生物材料，5.接收装置，501.接收装置底座，502.接收筒公筒，503.接收筒母筒，504.圆筒状的核壳结构的接收材料，6.圆盘底座，7.完全齿轮，8.压片，9.惰轮，10.不完全齿轮，11.电机支架，12.电机，13.滚动轴承，14.丝杠电机顶盖，15.丝杠电机，16.Z轴安装箱，17.Z向安装滑块板，18.定位棒。

如图1-3所示，本发明的用于带状/条状生物材料挤出与接收的工作平台，包括底座（1）、龙门（3），挤出装置（4）和接收装置（5），其中，龙门（3）固定在底座（1）上，挤出装置（4）安装在龙门（3）上，接收装置（5）安装在底座上的与挤出装置对应的位置。

挤出装置（4）固定在Z向安装滑块板（17）上，然后通过Z轴安装箱（16）安装在龙门（3）上，Z轴安装箱（16）中安装有丝杠电机（15），丝杠电机顶盖（14）盖在丝杠电机（15）上以保持美观。丝杠电机（15）可带动Z向安装滑块板（17）上下运动，进而带动挤出装置（4）上下运动。

接收装置（5）安装在圆盘底座（6）上，圆盘底座（6）上有大小与接收装置（5）对应的凹槽，接收装置（5）放置在凹槽中并通过压片（8）固定。

圆盘底座（6）通过完全齿轮（7）安装在底座（1）上，完全齿轮（7）通过惰轮（9）与不完全齿轮（10）齿合，滚动轴承（13）安装在不完全齿轮的正下方。电机支架（11）安装在不完全齿轮（10）的上方，电机（12）安装在电机支架（11）上。

优选地，采用定位棒（18）来固定圆盘底座（6），以保证接收装置（5）和挤出装置（4）同轴心。

优选地，底座上还对称地安装有两个把手（2），方便操作员移动本发明的工作平台。

如图4-7所示，本发明的工作平台的挤出装置（4）包括喷嘴（401）、紧固环（402）、喷嘴支架（403）、自主装置安装板（404）、下端同轴扣（405）、丝杠（406）、贯穿式丝杠电机（407）、贯穿式丝杠电机安装板（408）、角钢（409）、上端同轴扣（410）、钢棒（411）。丝杠（406）被上端同轴扣（410）和下端同轴扣（405）固定在自主装置安装板（404）上、通过贯穿式丝杠电机（407）推动钢棒（411）上下运动，喷嘴支架（403）固定在自主装置安装板（404）上，所述喷嘴支架（403）可以使得喷嘴（401）与钢棒（411）同轴、且喷嘴（401）位于钢棒（411）的正下方。喷嘴（401）为两瓣式，中间的凹槽可容纳生物材料（412），通过紧固环（402）将放入生物材料（412）的喷嘴（401）紧固后，安装在喷嘴支架（403）上。

如图8-9所示，本发明的工作平台的接收装置（5）包括接收装置底座（501）、接收筒公筒（502）和接收筒母筒（503），接收筒公筒（502）和接收筒母筒（503）组合在一起后安装在接收装置底座（501）上，接收筒公筒（502）和接收筒母筒（503）上均有半圆柱凹槽，可容纳圆筒状的核壳结构的接收材料（504）。

接收筒公筒（502）和接收筒母筒（503）为卡扣式组合，接收筒公筒（502）和接收筒母筒（503）的底部为旋转式卡扣，与接收装置底座（501）上的圆筒式卡槽配合，使得接收筒能够快速安装和拆卸。圆筒状的核壳结构的接收材料（504）可以是高分子材料网格筒。

[工作方式]平台工作前的准备工作：将4个接收装置（5）中都放入高分子材料网格筒后，将接收装置（5）装在圆盘底座（6）对应的位置上，并用压片（8）压紧，准备4个喷嘴（401），将其中都填好生物材料备用，将其中一个装到喷嘴支架（403）上，并将下端用紧固环（402）紧固。调整圆盘底座（6）的位置保证接收装置（5）和挤出装置（4）同轴心，使用定位棒（18）固定圆盘底座（6）。启动丝杠电机（15）调整挤出装置（4）的高度，使其下端靠近挤出装置（4）上端，都调整完以后将定位棒拔出。此时不完全齿轮（10）与惰轮（9）处于刚钢脱离啮合的状态。

工作中：启动贯穿式丝杠电机（407）和电机（12），由于不完全齿轮（10）与惰轮（9）脱离啮合所以完全齿轮（7）不转动，圆盘底座（6）也不转动，接收装置（5）也不动。此时由于贯穿式丝杠电机（407）的启动，钢棒（411）向下运动，开始将生物材料挤出到接收装置（5）中，然后贯穿式丝杠电机（407）复位，人工将另一个有生物材料的喷嘴（401）替换掉已经没有生物材料的喷嘴（401）。电机（12）继续转动，不完全齿轮（10）开始和惰轮（9）啮合，进而带动完全齿轮（7）转动，由于啮合部分正好是1/4，所以带动圆盘底座（6）转动，将下一个接收装置（5）带入到挤出装置（4）正下方，贯穿式丝杠电机（407）再次启动，开始下一次工作，直到四个接收装置（5）都装有生物材料后，电机（12）停止工作。

工作后：移开压片（8），将接收装置（5）取下，将接收筒公筒（502），接收筒母筒（503）从接收装置底座（501）中取出，并解开两者之间的卡口，取出里面装有生物材料的高分子材料网格筒，结束工作。

本发明的工作平台能够将细胞束精准的打印到高分子材料网格筒中，便于后期细胞束的加工。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明，上述实施例仅是为说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于本领域技术人员来说，在上述说明的基础上，还可以做出其它不同形式的变化或变动，而这些变化或变动将是显而易见的，处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种用于带状/条状生物材料挤出与接收的工作平台，其特征在于，所述工作平台包括：包括底座、龙门、挤出装置和接收装置，其中，龙门固定在底座上，挤出装置安装在龙门上；所述接收装置有若干个，且安装在圆盘底座上；所述圆盘底座通过完全齿轮安装在底座上与接收装置相对的位置，完全齿轮通过惰轮与不完全齿轮齿合，滚动轴承安装在不完全齿轮的正下方；电机支架安装在不完全齿轮的上方，第一电机安装在电机支架上。

2.根据权利要求1所述的工作平台，其特征在于：圆盘底座上有大小与所述接收装置对应的凹槽，接收装置放置在凹槽中并通过压片固定。

3.根据权利要求2所述的工作平台，其特征在于：所述挤出装置固定在Z向安装滑块板上，然后通过Z轴安装箱安装在龙门上，Z轴安装箱中安装有丝杠电机，所述丝杠电机可带动Z向安装滑块板上下运动。

4.根据权利要求2所述的工作平台，其特征在于：所述不完全齿轮为1/4不完全齿轮，所述接收装置有4个。

5.根据权利要求1或2所述的工作平台，其特征在于：采用定位棒来固定圆盘底座，以保证接收装置和挤出装置同轴心。

6.根据权利要求1或2所述的工作平台，其特征在于：所述挤出装置包括喷嘴、喷嘴支架、自主装置安装板、下端同轴扣、丝杠、贯穿式丝杠电机、贯穿式丝杠电机安装板、上端同轴扣、钢棒；所述丝杠被上端同轴扣和下端同轴扣约束于自主装置安装板上、通过贯穿式丝杠电机推动钢棒上下运动，喷嘴支架固定在自主装置安装板上，所述喷嘴支架使得喷嘴与钢棒同轴、且喷嘴位于钢棒的正下方。

7.根据权利要求6所述的工作平台，其特征在于：所述喷嘴为两瓣式，中间的凹槽可容纳生物材料，通过紧固环将放入生物材料的喷嘴紧固后，安装在喷嘴支架上。

8.根据权利要求1或2所述的工作平台，其特征在于：所述接收装置包括接收装置底座、接收筒公筒和接收筒母筒，接收筒公筒和接收筒母筒组合在一起后安装在接收装置底座上，接收筒公筒和接收筒母筒上均有半圆柱凹槽，可容纳圆筒状的核壳结构的接收材料。

9.根据权利要求8所述的工作平台，其特征在于：，所述接收筒公筒和接收筒母筒为卡扣式组合，接收筒公筒和接收筒母筒的底部为旋转式卡扣，与接收装置底座上的圆筒式卡槽配合，使得接收筒能够快速安装和拆卸。

10.一种如权利要求2-9任一项所述的用于带状/条状生物材料挤出与接收的工作平台的使用方法，包括：

平台工作前的准备工作：将接收装置中放入圆筒状的核壳结构的接收材料筒后，将接收装置装在圆盘底座对应的位置上，并用压片压紧，准备若干个喷嘴，将其中都填好生物材料备用，将其中一个装到喷嘴支架上，并将下端用紧固环紧固；调整圆盘底座的位置保证接收装置和挤出装置同轴心，使用定位棒固定圆盘底座；启动丝杠电机调整挤出装置的高度，使其下端靠近挤出装置上端，调整完以后将定位棒拔出，此时不完全齿轮与惰轮处于刚刚脱离啮合的状态；

工作中：启动贯穿式丝杠电机和第一电机，钢棒向下运动，开始将生物材料挤出到接收装置中，然后贯穿式丝杠电机复位，人工将另一个有生物材料的喷嘴替换掉已经没有生物材料的喷嘴；第一电机继续转动，不完全齿轮开始和惰轮啮合，进而带动完全齿轮转动，将下一个接收装置带到挤出装置正下方，贯穿式丝杠电机再次启动，开始下一轮挤出生物材料的操作，直到所有的接收装置都装有生物材料后，第一电机停止工作；

工作后：移开压片，将接收装置取下，将接收筒公筒、接收筒母筒从接收装置底座中取出，并解开两者之间的卡扣，取出里面装有生物材料的接收材料。

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