[发明专利]空间定位指向作动系统与3D打印机及打印方法

说明书

本发明提供了一种空间定位指向作动系统，包含支撑平台(100)与直线进给结构；直线进给结构包含箝位驱动件(210)与运动件(260)，箝位驱动件(210)中设置有轴向通孔，所述轴向通孔形成运动件(260)轴向滑动的通行孔(211)；所述直线进给结构还配置有微动结构，所述微动结构为运动件(260)提供振动和/或冲击；运动件(260)提供挤压力复合交变力的施力。本发明还提供了一种包含上述空间定位指向作动系统的3D打印机以及打印方法。本发明能够实现生物体内部的打印、局部充填等，避免了由工作对象与工作系统之间存在不同程度的间距和不可控相对运动，而导致的相对定位误差，因此没有系统级的相对误差。

技术领域

本发明涉及一种作动器，具体地，涉及一种空间定位指向作动系统与3D打印机，特别是应用于医疗、3D打印等领域的空间定位指向作动系统与3D打印机及打印方法。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

但是现有技术中，3D打印多用于在暴露空间的打印，缺少一种能够进行穿刺到结构内部再打印的结构，例如生物体内部骨骼等组织的局部填充，往往会产生较大的手术创口。另外，目前3D打印机多是安装在固定基座上，在定位过程中，一方面会由于机械结构偏多产生累积误差，另一方面也会因动作行程较长而产生较大的误差。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种空间定位指向作动系统与3D打印机及打印方法。

根据本发明提供的空间定位指向作动系统，包含支撑平台与直线进给结构；直线进给结构包含箝位驱动件与运动件，箝位驱动件中设置有轴向通孔，所述轴向通孔形成运动件轴向滑动的通行孔；

所述箝位驱动件通过以下任一种方式安装在支撑平台上：

--紧固连接；

--轴向滑动连接和/或转动连接；

所述直线进给结构还配置有微动结构，所述微动结构为运动件提供振动和/或冲击；运动件提供挤压力复合交变力的施力。

优选地，所述支撑平台包含依次连接的第一承载台、连接杆、第二承载台，多个连接杆中包含有长度不可调的刚性杆和/或长度可调的伸缩杆；

所述伸缩杆包含以下任一种或全部结构：

--弹性材料杆；

--直线驱动装置。

优选地，箝位驱动件包含驱动部与箝位部；驱动部与箝位部一体成型或紧固连接；

箝位部能够在锁合状态与解锁状态这两种状态之间转换：锁合状态下，运动件与箝位部相对固定；解锁状态下，运动件能够相对箝位部轴向滑动。

优选地，所述驱动部包含一个或多个驱动组，所述驱动组包含在径向方向上槽口位置相反的两个驱动槽；

箝位部则包含箝位槽，多个箝位槽分别位于驱动部沿轴向的两端。

优选地，直线进给结构还包含变形结构与传感结构；

变形结构设置在驱动槽的槽口位置上与箝位槽的槽口位置上；

传感结构设置在驱动槽的槽底位置上与箝位槽的槽底位置上；所述传感结构包含如下任一种或任多种结构：

---静电电极对；

--应变片；