一种打印头单元及包埋盒打印系统的制作方法

1.本实用新型涉及生物医学实验仪器技术领域，具体而言，涉及一种打印头单元及包埋盒打印系统。


背景技术：

2.包埋盒是生物医学领域内常用的一种塑料盒体，一般为聚甲醛等塑料材质，通常用于固化介质包埋微生物，动物或植物细胞以提供空间支撑和化学保护。在医用病理诊断和研究领域内，需要包埋的材料样本通常来源于病患或实验动物体内取出的活体组织，包埋的介质通常是石蜡，研究员将已化学处理的目标样本填充石蜡封于包埋盒中。包埋盒包括主盒体和顶盖。主盒体是以梯形截面拉伸的顶部开放的盒体，通常划分为样本包埋区与标记倾斜区，其中样本包埋区用于放置承载目标样本，标记倾斜区用于增加标记以记录相关识别信息。包埋盒顶盖用于封闭主盒体的开放顶部，具有与主盒体相匹配的卡扣。
3.在医用病理诊断中，不同的样本完成包埋后需要信息标记以进行区分归纳和保存管理。因此需要对包埋盒进行打印，打印时，打印头需保持一定的预压力将色带压在包埋盒上，保证打印头局部加热色带后色带的标记材料转移粘附在包埋盒上，然而打印头在工作时抵压色带至包埋盒的打印平面会发生一定的磨损，随着磨损量的累计会致使该处打印平面失效，需更换打印头导致设备维护频率高、打印成本增加。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的包括，提供了一种打印头单元，其能够减少对打印头的更换作业，降低打印成本以及维护设备的频率。
5.本实用新型的目的还包括，提供了一种包埋盒打印系统，其不仅能够减少对打印头的更换作业、降低打印成本以及维护设备的频率，而且结构简单，有助于降低设备成本。
6.本实用新型的实施例可以采用以下方式实现：
7.一种打印头单元，用于包埋盒打印系统，其包括打印头，所述打印头用于将色带抵压于包埋盒，且具有用于与所述色带接触的打印平面；
8.打印头支撑件，所述打印头固定连接于所述打印头支撑件；
9.打印头固定座和打印换位组件，所述打印头支撑件通过所述打印换位组件与所述打印头固定座连接，且所述打印头支撑件与所述打印头固定座之间的位置可调，以改变所述打印平面与所述色带的接触位置。
10.可选地，所述打印换位组件包括换位座以及换位导向组件，所述换位座固定连接于所述打印头固定座，所述换位导向组件设置在所述换位座与所述打印头支撑件之间，为所述换位座和所述打印头支撑件的相对运动导向。
11.可选地，所述打印换位组件还包括换位齿条以及换位摆杆，所述换位齿条固定连接于所述换位座，所述换位摆杆枢转连接于打印头支撑件，所述换位齿条与所述换位摆杆的齿形部啮合，以通过所述换位摆杆的转动解除或锁紧换位摆杆与换位齿条的啮合状态。
12.可选地，所述打印换位组件还包括预压弹件，所述预压弹件设置在所述换位摆杆与所述打印头支撑件之间，以使所述齿形部具有与所述换位齿条啮合的运动趋势。
13.可选地，所述打印换位组件还包括换位定位件，所述换位定位件连接于所述换位座，所述打印头支撑件上间隔设置有多个凹坑，所述换位定位件的端部嵌入所述凹坑中，以定位所述打印头沿所述换位导向组件的移动行程。
14.可选地，所述打印头单元还包括换位传感器以及换位传感器触片，所述换位传感器触片固定连接于所述打印头支撑件，且所述换位传感器触片的端部用于置于所述换位传感器中，以根据所述换位传感器检测到的换位传感器触片位置激活所述打印头对应打印平面的工作状态。
15.可选地，所述打印头单元还包括固定座导向组件，所述固定座导向组件包括滑动导轨和滑块，所述滑块固定连接于所述打印头固定座；所述滑块与所述滑动导轨配合，以引导所述打印头固定座相对所述滑动导轨滑动，并带动所述打印头随所述打印头固定座沿所述滑动导轨同步滑动。
16.可选地，所述固定座导向组件还包括止动件，所述止动件设置在所述滑动导轨的一侧，并用于构成所述打印头固定座沿所述滑动导轨的滑动形成一侧的限位。
17.可选地，所述打印头单元还包括固定座动力组件，所述固定座动力组件用于驱动所述打印头固定座沿所述滑动导轨滑动。
18.一种包埋盒打印系统，其包括盒输送单元以及上述的打印头单元，所述打印头单元的固定座动力组件包括电机，所述电机用于驱动所述打印头固定座滑动，以使所述打印头将所述色带抵压于包埋盒或脱离所述包埋盒；所述电机还用于驱动所述盒输送单元的盒连杆输送单元，以使所述盒输送单元在进出盒位置和打印位置之间切换。
19.本实用新型的实施例提供的打印头单元及包埋盒打印系统的有益效果包括：
20.本实用新型的实施例提供了一种打印头单元，其包括打印头、打印头支撑件、打印头固定座和打印换位组件，打印头具有用于与色带接触的打印平面，打印头固定连接在打印头支撑件上，且打印头支撑件通过打印换位组件打印头固定座连接。实用新型人研究发现，现有的打印头的打印平面宽度远大于包埋盒标记区，本实用新型的打印头单元通过将打印头支撑件与打印头固定座之间的位置可调，从而改变打印平面与色带的接触位置，从而使用打印平面中未出现磨损的部分将色带抵压在包埋盒上进行打印，从而提高了单件打印头的利用率，降低维护设备的频率。
21.本实用新型的实施例还提供了一种包埋盒打印系统，其包括上述的打印头单元，因此也具有能够提高单件打印头利用率、降低维护设备的频率的有益效果。同时包埋盒打印系统中，盒输送单元的盒连杆输送单元以及出盒单元的分料转槽组件均通过打印头单元带动，减少了动力源的设置，简化了结构，从而有助于降低设备成本。
附图说明
22.在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
23.图1示出了本实用新型一方面提供的包埋盒打印系统的结构图。
24.图2示出了本实用新型一方面提供的包埋盒打印系统的打印位置的结构图。
25.图3示出了本实用新型一方面提供的包埋盒打印系统的盒打印匣单元处于出盒位置的结构图。
26.图4示出了本实用新型一方面提供的包埋盒的示意图。
27.图5示出了本实用新型一方面提供的包埋盒打印系统的打印头单元的结构图。
具体实施方式
28.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。
29.请结合参照图1-图5，本实用新型的实施例提供了一种打印头单元6，相应地，提供了一种包埋盒打印系统。包埋盒打印系统包括打印头单元6，通过打印头单元6实现对包埋盒1的打印。包埋盒打印系统还包括支撑件、盒输送单元以及色带单元7，盒输送单元、色带单元7以及打印头单元6均设置在支撑件上，盒输送单元用于带动包埋盒1在打印前运动至打印头单元6，或者在打印后带动包埋盒1脱离打印头单元6，色带单元7用于将色带70向打印头单元6收放卷，打印头单元6通过色带打印实现对包埋盒1中标记区的打印。
30.如图4所示的包埋盒1，其通常是pom(聚甲醛)塑料材质，包埋盒1制造由批量注塑生产，其体积较小，内腔尺寸约长32mm
×
宽28mm
×
深5.5mm，标记区为约8.5mm
×
30mm的平面。包埋盒1具有构成盒内腔102顶部开口空间的前、后、左、右、底五个面的盒部，分别称为盒前部103、盒右部104、盒后部105、盒左部106和盒底部107，盒底部107布满矩形的镂空隔108，相应地，包埋盒1还具有与盒底部107相对的盒顶部109。标记区101处于盒前部103的倾斜平面上，不同规格的包埋盒1在标记区101与盒底部107的平面之间的夹角不同，即标记区101的倾斜角度不同，通常夹角呈30
°
、45
°
等角度，而同一规格的包埋盒1在生产上还存在倾斜角度的加工误差和标记区101平面的平面度误差。
31.在本实施例中，支撑件包括垂直支架10、横向支架11和底板12，盒输送单元、打印头单元6、盒输送单元以及色带单元7均安装在支撑件上。在其他实施例中，也可以采用其他结构的支撑件对各个单元进行安装和固定，或者也可以设置外壳，从而将各个单元容纳在外壳内。同时包埋盒打印系统还包括监测和控制上述各单元的系统总控单元，可以理解的，后文提到的各个电机等电气元件以及各个传感器均与系统总控单元电连接，从而通过系统总控单元进行控制以及数据采集。
32.下面对本实施例提供的打印头单元6进行进一步说明：
33.打印头单元6包括打印头60、打印头支撑件61、打印头固定座62和打印换位组件65，打印头60用于将色带70抵压于包埋盒1，且打印头60具有与色带接触的打印平面。打印头60固定连接在打印头支撑件61上，打印头支撑件61通过打印换位组件65与打印头固定座62连接，且打印头支撑件61与打印头固定座62之间的位置可调，以改变打印头60的打印平面与色带70的接触位置。在打印头60的打印平面一部分过度磨损的情况下，可通过调节打印头支撑件61与打印头固定座62之间的位置，使用打印平面中未出现磨损的部分将色带70抵压在包埋盒1上进行打印，从而提高了单件打印头60的利用率，降低维护设备的频率。打印头支撑件61与打印头固定座62中的至少一个与打印头换位组件65可拆卸地连接，从而实
现打印头支撑件61与打印头固定座62的可拆卸连接。在本实施例中，打印头支撑件61和打印头固定座62分别位于垂直支架10的两侧。
34.如图1-图5所示，色带70在打印头60和包埋盒1之间，打印时，打印头60需保持一定的预压力将色带70抵压在包埋盒1的标记区101平面上，才能保证打印头60局部加热色带后色带的标记材料转移粘附在包埋盒1上。打印头60为市面上常见的色带打印头部件，打印头60安装在打印头支撑件61上。
35.打印换位组件65设置在打印头支撑件61和打印头固定座62之间，从而通过打印换位组件65带动打印头固定座62相对打印支撑件61运动，调节打印头60的打印平面与色带的接触位置。打印头60在工作时与包埋盒1接触的打印平面会发生一定的磨损，随着磨损量的累计会致使该处打印平面失效，而常规的打印头60的打印平面宽度远大于包埋盒1标记区101的宽度，通过打印换位组件65带动打印头支撑件61运动，从而移动打印头60，以使打印头60去更换新的一段打印平面与包埋盒1接触，提高单件打印头60的利用率，降低维护设备的频率。
36.打印换位组件65可由允许定向滑动的换位导向组件的滑动导轨和滑块组成；还可包括用于固定当前打印头打印平面的位置锁件。在本实施例中，打印换位组件65包括换位座650和换位导向组件651，换位座650固定连接于打印头固定座62，换位导向组件651设置在换位座650与打印头支撑件61之间，为换位座650和打印头支撑件61的相对运动的导向。换位导向组件651包括滑动导轨6510和滑块6511，滑动导轨6510连接固定在打印头支撑件61上；滑块6511连接固定在换位座650上，并与滑动导轨6510配合，沿滑动导轨6510滑动。
37.进一步地，打印换位组件65还包括换位齿条652、换位摆杆653、换位摆杆轴653a、换位摆杆轴承653b、预压弹件654和换位定位件655。
38.换位座650连接固定换位导向组件65的滑块6511、打印头固定座62和换位齿条652。换位齿条652具有齿条形端面。换位摆杆653具有齿形部6530和枢转部6531，齿形部6530与换位齿条652的齿条形端面进行啮合，换位摆杆653绕着枢转部6531转动，从而通过换位摆杆653的转动解除或锁紧换位摆杆653与换位齿条652的啮合状态。在换位摆杆653与换位齿条652解除啮合的情况下，可通过施加外力带动打印头支撑件61相对换位座650滑动，进而实现打印头60相对打印头固定座62沿滑动导轨6510的滑动。换位摆杆轴承653b外圈配合换位摆杆653，内圈配合换位摆杆轴653a。换位摆杆轴653a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在打印头支撑件61上。
39.预压弹件654用于提供换位摆杆653一个预扭矩，使换位摆杆653始终保持换位摆杆653的齿形部6530与换位齿条652啮合的运动趋势，具体地，预压弹件654设置在换位摆杆653和打印头支撑件61之间的扭簧。
40.换位定位件655用于控制打印头60和打印头支撑件61移动变更打印平面的运动行程，可选地，换位定位件655是玻珠螺丝。打印头支撑件上61设置具有间隔布置的多个凹坑(图未示出)，玻珠螺丝的头部钢珠可嵌入凹坑中，相邻两个凹坑之间的间距是单次移动变更打印头的打印平面的移动行程。
41.打印换位组件65还包括设置在垂直支架10的换位传感器656和设置在打印头支撑件61的换位传感器触片657，换位传感器656通过检测换位传感器触片657的位置，获得打印头支撑件61沿滑动导轨6510滑动的位置，进而激活打印头60对应打印平面的工作状态。可
选地，换位传感器656为光学传感器，具体可以为反射式光电传感器或者结合的对射式光电传感器，光电传感器由光源和接收器两部分组成。
42.具体地，换位传感器触片657置于在换位传感器656中的端部具有凸部和凹部。换位传感器656根据换位传感器触片657中凸部和凹部对光传输的反射后能量的不同进行识别，以激活打印头60对应打印平面的工作状态。换位传感器656为反射式光电传感器或者结合的对射式光电传感器，光电传感器由光源和接收器两部分组成。
43.打印头固定座62连接固定打印换位组件65、固定座导向组件63和固定座动力组件64。固定座动力组件64用于提供打印固定座62的运动动力。固定座导向组件63和固定座动力组件64可采用通过丝杆螺母传动、皮带传动、齿轮齿条传动、直线导轨传动等单一或组合方式进行导向与传动。固定座动力组件64的动力源为电机640。
44.固定座导向组件63可包括滑动导轨630、滑块631和止动件632。滑动导轨630连接固定在垂直支架10上；滑块631固定在打印头固定座62上，与滑动导轨630配合，在滑动导轨630上滑动。止动件632设置在垂直支架10上，用于构成滑块631和打印头固定座62的滑动行程一侧的限位。如图3所示，打印头固定座62具有与止动件632抵触的止动端面620。
45.固定座动力组件64包括电机640、电机齿轮641、过渡齿轮642、过渡齿轮轴642a、过渡齿轮轴承642b和齿条推杆643。过渡齿轮642处于电机齿轮641和齿条推杆643之间，将电机齿轮641的动力过渡传输至齿条推杆643。过渡齿轮轴承642b外圈配合过渡齿轮642，内圈配合过渡齿轮轴642a。过渡齿轮轴642a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在横向支架11上。齿条推杆643连接固定在打印头固定座62，将固定座动力组件64的动力传输出至打印头固定座62。电机齿轮641连接固定在电机640的电机轴上。
46.进一步地，在本实施例提供的包埋盒打印系统中，盒输送单元具有盒连杆输送单元3以及盒打印匣单元5，盒连杆输送单元3具有四连杆机构，从而通过盒连杆输送单元3的四连杆机构带动盒打印匣单元5在进出盒位置以及打印位置之间切换，盒打印匣单元5用于装载包埋盒1，打印头单元6即位于打印位置处，当盒打印匣单元5带动其内装载的包埋盒1运动至打印位置处时，打印头单元6对包埋盒1进行打印，当盒打印匣单元5带动其内装载的包埋盒1运动至进出盒位置处时，实现未打印包埋盒1的装载(如图3所示位置)或者已打印包埋盒1的释放。固定座动力组件64的电机640与盒输送单元的盒连杆输送单元3连接，从而通过电机640输出的动力驱动盒连杆输送单元3运转，实现盒打印匣单元5在进出盒位置以及打印位置之间的切换。

技术特征：
1.一种打印头单元，用于包埋盒打印系统，其特征在于，所述打印头单元包括：打印头，所述打印头用于将色带抵压于包埋盒，且具有用于与所述色带接触的打印平面；打印头支撑件，所述打印头固定连接于所述打印头支撑件；打印头固定座和打印换位组件，所述打印头支撑件通过所述打印换位组件与所述打印头固定座连接，且所述打印头支撑件与所述打印头固定座之间的位置可调，以改变所述打印平面与所述色带的接触位置。2.根据权利要求1所述的打印头单元，其特征在于，所述打印换位组件包括换位座以及换位导向组件，所述换位座固定连接于所述打印头固定座，所述换位导向组件设置在所述换位座与所述打印头支撑件之间，为所述换位座和所述打印头支撑件的相对运动导向。3.根据权利要求2所述的打印头单元，其特征在于，所述打印换位组件还包括换位齿条以及换位摆杆，所述换位齿条固定连接于所述换位座，所述换位摆杆枢转连接于打印头支撑件，所述换位齿条与所述换位摆杆的齿形部啮合，以通过所述换位摆杆的转动解除或锁紧换位摆杆与换位齿条的啮合状态。4.根据权利要求3所述的打印头单元，其特征在于，所述打印换位组件还包括预压弹件，所述预压弹件设置在所述换位摆杆与所述打印头支撑件之间，以使所述齿形部具有与所述换位齿条啮合的运动趋势。5.根据权利要求2所述的打印头单元，其特征在于，所述打印换位组件还包括换位定位件，所述换位定位件连接于所述换位座，所述打印头支撑件上间隔设置有多个凹坑，所述换位定位件的端部嵌入所述凹坑中，以定位所述打印头沿所述换位导向组件的移动行程。6.根据权利要求1所述的打印头单元，其特征在于，所述打印头单元还包括换位传感器以及换位传感器触片，所述换位传感器触片固定连接于所述打印头支撑件，且所述换位传感器触片的端部用于置于所述换位传感器中，以根据所述换位传感器检测到的换位传感器触片位置激活所述打印头对应打印平面的工作状态。7.根据权利要求1-6任一项所述的打印头单元，其特征在于，所述打印头单元还包括固定座导向组件，所述固定座导向组件包括滑动导轨和滑块，所述滑块固定连接于所述打印头固定座；所述滑块与所述滑动导轨配合，以引导所述打印头固定座相对所述滑动导轨滑动，并带动所述打印头随所述打印头固定座沿所述滑动导轨同步滑动。8.根据权利要求7所述的打印头单元，其特征在于，所述固定座导向组件还包括止动件，所述止动件设置在所述滑动导轨的一侧，并用于构成所述打印头固定座沿所述滑动导轨的滑动形成一侧的限位。9.根据权利要求7所述的打印头单元，其特征在于，所述打印头单元还包括固定座动力组件，所述固定座动力组件用于驱动所述打印头固定座沿所述滑动导轨滑动。10.一种包埋盒打印系统，其特征在于，所述包埋盒打印系统包括盒输送单元以及权利要求1-9任一项所述的打印头单元，所述打印头单元的固定座动力组件包括电机，所述电机用于驱动所述打印头固定座滑动，以使所述打印头将所述色带抵压于包埋盒或脱离所述包埋盒；所述电机还用于驱动所述盒输送单元的盒连杆输送单元，以使所述盒输送单元在进出盒位置和打印位置之间切换。

技术总结
本实用新型提供了一种打印头单元及包埋盒打印系统，涉及生物医学实验仪器技术领域。本实用新型的实施例提供的打印头单元包括打印头、打印头支撑件、打印头固定座和打印换位组件，打印头具有用于与色带接触的打印平面，打印头固定连接在打印头支撑件上，且打印头支撑件通过打印换位组件打印头固定座连接。由于现有的打印头的打印平面宽度远大于包埋盒标记区，本实用新型的打印头单元通过将打印头支撑件与打印头固定座之间的位置可调，从而改变打印平面与色带的接触位置，从而使用打印平面中未出现磨损的部分将色带抵压在包埋盒上进行打印，从而提高了单件打印头的利用率，降低维护设备的频率。维护设备的频率。维护设备的频率。


技术研发人员：章真 平起 周进
受保护的技术使用者：上海韬涵医疗科技有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/28