CN210132777U - 一种带有监控系统的可移动的打印平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及3D生物打印设备领域，具体涉及一种带有监控系统的可移动的打印平台，包括三轴运动模块、成像设备、控制器、计算机，三轴运动模块设置在基座上，包括水平设置在基座上的XY轴运动模块、垂直设置在基座上的Z轴运动模块，且XY轴运动模块、Z轴运动模块均与步进电机连接，步进电机与控制器连接，控制器与计算机连接，从而实现X、Y、Z三个自由度上的移动以及定位。XY轴运动模块上设置打印物平台，Z轴运动模块上设置打印单元横臂，成像设备固定在所述打印物平台上，所述成像设备与所述计算机连接，成像设备与打印物平台同步移动进行实时监控。

Description

一种带有监控系统的可移动的打印平台

技术领域

本实用新型属于3D生物打印设备领域，具体涉及一种带有监控系统的可移动的打印平台。

背景技术

3D生物打印机能够依据数字三维模型，按照增材制造的原理进行定位装配生物材料或细胞等，因此在打印过程中要求打印机具有较高的自由度，从而能够满足不同形状、结构的打印需求。并且由于3D生物打印采用增材制造的原理，打印过程中会涉及多种不同材料，因此需要保证设备打印过程中的精准性。若在打印机内设置监控装置，对打印过程进行同步、实时监控，对打印进程进行实时修正或停止，则更有利于提高打印过程的效率、以及最终产品的质量。

中国发明专利申请CN201511025659.3公开了一种生物打印机运动平台和生物打印机，包括第一Y轴运动模组、第二Y轴运动模组、X轴运动模组、第一驱动机构和第二驱动机构，第一驱动机构通过驱动第一Y轴运动模组的第一传动机构运动来驱动X轴运动模组的第一端沿着第一Y轴运动模组的第一导向装置运动，第二驱动机构通过驱动第二Y轴运动模组的第二传动机构运动来驱动X轴运动模组的第二端沿着第二Y轴运动模组的第二导向装置运动，所述生物打印机运动平台的X轴运动模组与所述喷头连接。因此该打印平台只能实现X轴、Y轴方向上的移动，无法实现Z轴方向上的移动。

中国实用新型专利CN201711141189.6公开了一种实时监测的三维打印方法及装置，该装置包括环境控制组件用于控制调节打印机的工作环境、打印组件用于执行打印机内的建模参数打印产品、监测组件用于获取打印当前层的监测信息，控制处理模块用于存储预设参数，存储所述建模参数和接收所述监测信息，对所述监测信息与所述预设参数进行比对分析，当所述监测信息与预设参数不符时，控制所述环境控制组件、所述打印组件和/或所述建模参数进行优化修正，以使打印的产品符合所述预设参数。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种具有实时监控系统的打印平台，并且可以实现X轴、Y轴、Z轴上的精确、可控的移动、定位。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种带有监控系统的可移动的打印平台，包括三轴运动模块、成像设备、控制器、计算机，所述三轴运动模块设置在基座上，包括X Y轴运动模块、Z轴运动模块；

所述X Y轴运动模块水平设置在基座上，所述Z轴运动模块垂直设置在基座上；

所述X Y轴运动模块、Z轴运动模块均与步进电机连接，所述步进电机与所述控制器连接，所述控制器与所述计算机连接；

所述X Y轴运动模块上设置打印物平台，所述Z轴运动模块上设置打印单元横臂；

所述成像设备固定在所述打印物平台上，所述成像设备与所述计算机连接。

进一步地，所述X Y轴运动模块包括固定在基座上的X轴导轨支架，以及设置在X轴导轨支架上的Y轴导轨支架，所述X轴导轨支架的表面设置X轴导轨，与Y轴导轨支架底面设置的滑块滑动连接；

或所述X轴导轨支架的表面设置滑块，与Y轴导轨支架底面设置的X轴导轨滑动连接。

进一步地，所述Y轴导轨支架的表面设置Y轴导轨，与打印物平台底面设置的滑块滑动连接；

或所述Y轴导轨支架的表面设置滑块，与所述打印物平台底面设置的Y轴导轨滑动连接。

进一步地，所述Y轴导轨支架、所述打印物平台与所述步进电机连接。

进一步地，所述基座设置Z轴支柱，所述Z轴支柱表面设置Z轴导轨与所述Z轴运动模块表面设置的滑块滑动连接。

进一步地，所述Y轴导轨支架、所述打印物平台的最小移动距离为250nm；

所述Z轴运动模块的最小移动距离为250nm。

进一步地，所述Y轴导轨支架、所述打印物平台的移动速度最大为1m/s。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)该打印平台能够同时实现X轴、Y轴、Z轴方向上的移动，自由度更高，能够打印出更加复杂的结构，同时在每个自由度上都通过控制器进行定位，计算机接收到控制器反馈的位置信息后，通过控制器控制电机将打印平台调整到所需要的位置；

(2)所述控制器具有可调等级缓降的功能，当Z轴运动模块距离目标位置距离较远时，可以快速下降至与目标位置接近的区域，随后缓慢下降至目标位置；

(3)成像设备固定在所述打印物平台上，成像设备与打印物平台同步移动，在打印过程中能够对打印过程进行实时监控，保证打印质量；并且可以通过计算机调整成像设备的镜头监测角度、聚焦位置、照明光线的强度。

附图说明

图1为打印平台立体图；

图2为XY轴运动模块立体图；

图3为Z轴运动模块与Z轴支柱连接示意图图；

图4为Z轴运动模块与打印单元横臂连接示意图；

其中：1-基座、21-X轴导轨支架、22-Y轴导轨支架、23-打印物平台、31-Z轴支柱、32-Z轴运动模块、33-打印单元横臂、4成像设备。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型做进一步说明，并给出本实用新型的实施例。

实施例1

如图1-4所示，本实用新型提供了一种带有监控系统的可移动的打印平台，包括三轴运动模块、成像设备、控制器、计算机。所述三轴运动模块设置在基座1上，包括X Y轴运动模块、Z轴运动模块3，所述X Y轴运动模块水平设置在基座1上，所述Z轴运动模块3垂直设置在基座1上。

所述X Y轴运动模块包括固定在基座1上的X轴导轨支架21，以及设置在X轴导轨支架21上的Y轴导轨支架22。

所述X轴导轨支架21的表面设置X轴导轨，与Y轴导轨支架22底面设置的滑块滑动连接，所述Y轴导轨支架22与步进电机通过滚轴丝杠连接。所述Y轴导轨支架22通过滚轴丝杠接收来自电机的驱动力，并沿X轴导轨在X轴方向上实现移动。

所述Y轴导轨支架22的表面设置Y轴导轨，与打印物平台23底面设置的滑块滑动连接，所述打印物平台23与步进电机通过滚轴丝杠连接。所述打印物平台23通过滚轴丝杠接收来自电机的驱动力，并沿Y轴导轨在Y轴方向上实现移动。

所述基座1设置Z轴支柱31，所述Z轴支柱31表面设置Z轴导轨与所述Z轴运动模块32表面设置的滑块滑动连接，所述Z轴运动模块32与步进电机通过滚轴丝杠连接。所述Z轴运动模块32通过滚轴丝杠接收来自电机的驱动力，并沿Z轴导轨在Z轴方向上实现移动。

所述步进电机与所述控制器连接，所述控制器与所述计算机连接。所述控制器可以监测并记录所述Y轴导轨支架22、打印物平台23、Z轴运动模块32在空间中的位置，并将该位置信息反馈至计算机。计算机可以向控制器发送移动指令，该移动指令包括Y轴导轨支架22、打印物平台23、Z轴运动模块32的移动速度、移动距离、最终位置等。并由控制器控制步进电机，通过滚轴丝杠带动所述Y轴导轨支架22、打印物平台23、Z轴运动模块32按照指定的移动速度移动指定的距离，最终达到指定的位置。该打印平台能够同时实现X轴、Y轴、Z轴方向上的移动，自由度更高，能够打印出更加复杂的结构，同时在每个自由度上都通过控制器进行定位，计算机接收到控制器反馈的位置信息后，通过控制器控制电机将打印平台调整到所需要的位置，从而实现打印平台在空间的精确移动、定位。

通过计算机、控制器的精确控制，通过电机、滚轴丝杠的精确传动，Y轴导轨支架22、所述打印物平台23的最小移动距离可控制为250nm，所述Z轴运动模块32的最小移动距离可控制为250nm，所述Y轴导轨支架22、所述打印物平台23的移动速度最大为1m/s。

所述控制器具有可调等级缓降的功能，当Z轴运动模块32距离目标位置距离较远时，可以快速下降至与目标位置接近的区域，随后缓慢下降至目标位置。

并且所述X Y轴运动模块上设置打印物平台23，所述Z轴运动模块32上设置打印单元横臂33，打印单元横臂上固定打印单元，当打印物平台23、Z轴运动模块32按照移动指令进行移动时，可以打印出符合预设轨迹的产品。

所述成像设备4固定在所述打印物平台23上，所述成像设备4为具有超清分辨率的彩色显微摄像机，所述成像设备4与所述计算机连接。成像设备4与打印物平台23同步移动，在打印过程中能够对打印过程进行实时监控，保证打印质量；所述计算机内可安装检测分析软件，可以通过该检测分析软件调整成像设备的镜头监测角度、聚焦位置、照明光线的强度，从而达到不同的检测效果；还可以通过该检测分析软件对打印产品的质量进行分析，并确定产品质量如：丝径、不同层之间的误差、打印轨迹等是否满足预设指标，从而对打印过程进行修正或停止打印进程。

实施例2

本实施与实施例1的不同之处在于，所述Y轴导轨支架22的表面设置滑块，与所述打印物平台23底面设置的Y轴导轨滑动连接。

所述X轴导轨支架21的表面设置滑块，与Y轴导轨支架22底面设置的X轴导轨滑动连接。

以上描述了本实用新型的基本原理和具体实施方式，但是本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，本行业技术人员可以对其进行各种变化和改进，这些变化和改进均落入本实用新型要保护的范围内。

Claims (7)

1.一种带有监控系统的可移动的打印平台，包括三轴运动模块、成像设备、控制器、计算机，其特征在于：所述三轴运动模块设置在基座上，包括X Y轴运动模块、Z轴运动模块；

所述X Y轴运动模块水平设置在基座上，所述Z轴运动模块垂直设置在基座上；

所述X Y轴运动模块、Z轴运动模块均与步进电机连接，所述步进电机与所述控制器连接，所述控制器与所述计算机连接；

所述X Y轴运动模块上设置打印物平台，所述Z轴运动模块上设置打印单元横臂；

所述成像设备固定在所述打印物平台上，所述成像设备与所述计算机连接。

2.根据权利要求1所述的可移动的打印平台，其特征在于：所述X Y轴运动模块包括固定在基座上的X轴导轨支架，以及设置在X轴导轨支架上的Y轴导轨支架，所述X轴导轨支架的表面设置X轴导轨，与Y轴导轨支架底面设置的滑块滑动连接；

或所述X轴导轨支架的表面设置滑块，与Y轴导轨支架底面设置的X轴导轨滑动连接。

3.根据权利要求2所述的可移动的打印平台，其特征在于：所述Y轴导轨支架的表面设置Y轴导轨，与打印物平台底面设置的滑块滑动连接；

或所述Y轴导轨支架的表面设置滑块，与所述打印物平台底面设置的Y轴导轨滑动连接。

4.根据权利要求3所述的可移动的打印平台，其特征在于：所述Y轴导轨支架、所述打印物平台与所述步进电机连接。

5.根据权利要求2-4任一所述的可移动的打印平台，其特征在于：所述基座设置Z轴支柱，所述Z轴支柱表面设置Z轴导轨与所述Z轴运动模块表面设置的滑块滑动连接。

6.根据权利要求5所述的可移动的打印平台，其特征在于：所述Y轴导轨支架、所述打印物平台的最小移动距离为250nm；

所述Z轴运动模块的最小移动距离为250nm。

7.根据权利要求6所述的可移动的打印平台，其特征在于：所述Y轴导轨支架、所述打印物平台的移动速度最大为1m/s。

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