[实用新型]适用于组织构建的3D生物打印机器人

说明书

本实用新型公开了一种适用于组织构建的3D生物打印机器人，其包括控制组件、六轴式机器人本体、供喷头组件、气动喷头组件和旋转打印装置，控制组件包括电气控制柜、机器人控制柜、示教盒和计算机组，气动喷头组件包括拆卸式螺纹连接于六轴式机器人本体六轴末端处的喷头上体和能够与该喷头上体的下端处可拆卸式定位卡合的喷头下体，不同的喷头下体内预先填充有不同的打印用生物质材料，利用喷头上体和喷头下体之间的配合并结合气泵实现喷头下体的快速切换。该机器人能够采用多种生物质材料进行立体结构复杂的生物组织器官的打印，其打印喷头的切换效率高、定位精度高且人工干预程度。

技术领域

本实用新型涉及一种快速成型设备，尤其涉及一种适用于组织构建的3D生物打印机器人，属于生物组织构建用设备技术领域。

背景技术

人工智能技术作为当前最尖端的制造技术，已经促进了我国制造业的发展模式进行产能的转化和升级，显示了巨大的潜力并正引领世界技术以及产业的变革，尤其在汽车，3C、快递产业的应用，很快也会进入到生物医疗领域。当前对于受损大块软组织及内脏器官的治疗，人体组织器官的移植是一种极为有效的治疗方法，但是由于器官供体来源短缺、免疫排斥等问题存在，器官移植治疗在实际运用中存在难以克服的困难。随着人工智能技术的飞速发展和3D 打印技术的普及、计算机大数据与网络集成化的发展，工业机器人连接计算机来构建人体的组织变的越发的可能实现。其中生物3D打印技术可利用计算机辅助设计，通过层层叠加的方法，将细胞、细胞基质及其他的生物质材料构架三维支架，其具有一定的孔隙率，生成具有一定功能的活体人体器官组织。目前现有的3D生物打印机器大部分都是沿着X、Y、Z三个方向进行运动，对于一些复杂的器官空间结构，传统的打印机还不能进行组织的再构建。而且对于多复合型的生物质材料来说，传统的三轴打印喷头的切换效率特别低；此外其定位精度也不够高，人的手工干预程度过于频繁从而影响了整个打印的成型效果。综上，由于在构建复杂的器官空间结构时传统的气动打印机还不能进行组织的再构建；且对于多复合型的生物质材料来说，传统的三轴打印喷头的切换效率特别低；传统生物打印机的定位精度不够高，人工干预的程度特别高，因此需要一种能够克服上述问题的适用于组织构建的3D生物打印机器人。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种适用于组织构建的3D生物打印机器人，该机器人能够采用多种生物质材料进行立体结构复杂的生物组织器官的打印，其打印喷头的切换效率高、定位精度高且人工干预程度低。

本实用新型的技术方案是：

一种适用于组织构建的3D生物打印机器人，包括控制组件、六轴式机器人本体、供喷头组件、气动喷头组件和旋转打印装置，所述控制组件包括电气控制柜、机器人控制柜、示教盒和计算机组，所述电气控制柜通过电线与额定电源端电性连接，所述机器人控制柜通过传输光缆一端与电气控制柜电性连接且另一端与六轴机器人本体电性连接，所述示教盒通过传输光缆与机器人控制柜电性连接，所述计算机组通过传输光缆分别与电气控制柜、机器人控制柜、示教盒和六轴式机器人本体电性连接；

所述供喷头组件包括固设于地面靠近六轴式机器人本体的旋转供料平台；所述旋转打印装置包括固设于地面靠近六轴式机器人本体的旋转打印平台；所述气动喷头组件包括喷头上体和能够与该喷头上体的下端处可拆卸式定位卡合的喷头下体，其中喷头上体拆卸式螺纹连接于六轴式机器人本体的六轴末端处，且所述旋转供料平台上沿周向间隔定位放置有若干个内部预先填充有不同打印用生物质材料的喷头下体；所述六轴式机器人本体的六轴末端受控移动至旋转供料平台上方，利用喷头上体抓取填充有所需打印用生物质材料的喷头下体并将其定位连接到喷头上体上，然后六轴式机器人本体的六轴末端受控移动至旋转打印平台上方开始进行生物组织的3D打印。

其进一步的技术方案是：