[发明专利]双自由度旋转机构和体内原位生物打印装置

说明书

本发明提供的双自由度旋转机构，第一旋转体可旋转的连接在支撑体的第一端，第二旋转体可旋转的连接在第一旋转体上，第一旋转体和第二旋转体的旋转轴线垂直。第一旋转体的旋转通过第一线驱动装置驱动，第二旋转体的旋转通过第二线驱动装置驱动，如此便实现了双自由度旋转。本发明中的驱动装置均采用线驱动，驱动线体积小，且可任意转换方向传输动力，可降低双自由度旋转机构的体积。本发明提供的体内原位生物打印装置，包括上述的双自由度旋转机构、直线驱动机构和打印溶液输送装置。由于上述的双自由度旋转机构采用线驱动，体积较小，进而降低体内原位生物打印装置的总体积，使其便于伸入人体内进行修复操作。

技术领域

本发明涉及旋转机构技术领域，尤其涉及一种双自由度旋转机构和体内原位生物打印装置。

背景技术

生物三维打印是一种基于计算机辅助的增材制造技术，借助生物打印机，将生物墨水按指定路径层层堆积，精确控制生物材料、细胞和生长因子等在三维结构中的分布和组合，构建具有生物活性的组织或器官。目前，利用生物三维打印技术已经制造出多种组织，如皮肤、软骨、血管、骨骼等，但是现有的生物三维打印都是在体外打印组织，再进行移植的过程，工序繁琐，也增大了移植过程中打印组织被破坏和感染的风险。

为解决上述问题，需要一种能够伸入体内直接进行原位打印的装置，直接在体内进行生物组织打印。此种三维打印装置需要多种传动机构的组合，以使打印头能够按照预设路径移动。现有的传动机构大多为直线驱动机构、旋转机构等。目前的旋转机构多为由电机作为动力源，通过齿轮组、传动轴或传动带等作为传动机构对旋转体进行驱动。但是传动轴、传动带等传动方式体积较大，不利于微创手术的进行，而且当修复部位空间较小时，导致打印装置无法进入。

发明内容

本发明提供一种双自由度旋转机构和体内原位生物打印装置，用以解决现有技术中的旋转机构使用传动轴、传动带等作为传动机构导致体积较大的缺陷，实现减小旋转机构体积的效果。

本发明提供一种双自由度旋转机构，包括：

支撑体；

第一旋转体，所述第一旋转体与所述支撑体的第一端旋转连接；

第二旋转体，所述第二旋转体与所述第一旋转体旋转连接，且所述第一旋转体的旋转轴线与所述第二旋转体的旋转轴线垂直；

第一线驱动装置，包括第一卷线组件和第一驱动线，所述第一卷线组件用于驱动所述第一驱动线的一端收缩，同时用于驱动所述第一驱动线的另一端伸出，所述第一驱动线的中部与所述第一旋转体的动力输入端环绕连接，用于驱动所述第一旋转体旋转；

第二线驱动装置，包括第二卷线组件和第二驱动线，所述第二卷线组件用于驱动所述第二驱动线的一端收缩，同时用于驱动所述第二驱动线的另一端伸出，所述第二驱动线的中部与所述第二旋转体的动力输入端环绕连接，用于驱动所述第二旋转体旋转。

根据本发明提供的一种双自由度旋转机构，所述第一旋转体的动力输入端设置有第一线槽，所述第一驱动线的中部环绕在所述第一线槽的外侧。

根据本发明提供的一种双自由度旋转机构，所述第二旋转体靠近所述第一旋转体的一端设置有第一连接臂，所述第一连接臂远离所述第二旋转体的一端与所述第一旋转体旋转连接，旋转轴线与所述第一旋转体的旋转轴线垂直，且所述第一连接臂上设置有第二线槽，所述第二线槽的轴线与所述第一线槽的轴线垂直，所述第二驱动线环绕在所述第二线槽的外侧。

根据本发明提供的一种双自由度旋转机构，还包括外壳，所述第一线驱动装置和所述第二线驱动装置均位于所述外壳内，所述外壳固定连接在所述支撑体与所述第一端相对的第二端。