制备微针的设备的制作方法

1.本实用新型属于微针制备技术领域，特别涉及一种制备微针的设备。


背景技术：

2.大多数治疗药物通过使用皮下注射进入人体，这是一种低成本、快速和直接的给药方式。然而患者自身却不能较容易地使用注射器，且注射器带来的疼痛和恐惧也进一步限制了患者的依从性。微针(包括尺寸为微米级的针头)上载药并经皮给药，这是解决上述问题的方法之一。微针经皮给药方式可实现无痛感的药物传输，提高了患者的依从性和安全性。同时微针还能实现药物等定量和定位输送，可以做到精确给药，给药效果好。除此之外，微针还可以用作皮肤预处理，具有增强皮肤渗透性的能力。因此，微针具有较好的临床应用前景。
3.其中聚合物微针贴片利用聚合物微针穿刺人体角质层，形成有利于药物输送的通道，从而促进药物的透皮吸收。目前制作聚合物微针的技术路线为：先准备制备微针的聚合物溶液，再将上述聚合物溶液填充到带有凹槽的微针阴模内，然后通过再将微针阴模内聚合物溶液固化成型，最后脱模得到可溶微针。这种技术路线目前较为普遍采用的方法是硅胶弹性阴模转写的方法。具体为：首先需要提前制备好带有凹槽的硅胶弹性阴模(凹槽即为微针形状)；然后将制备好的聚合物溶液涂覆于带有凹槽的硅胶弹性阴模表面，并置于真空环境下一定时间；待聚合物溶液完全填充硅胶弹性阴模的凹槽中后，将其置于自然环境，并采用某种方法(例如干燥、交联)使其固化，最终形成可溶微针。
4.上述制备方法最为关键的步骤是，将聚合物溶液填充至带有凹槽的硅胶弹性阴模内。因硅胶弹性阴模中的凹槽尺寸微小(其部分区域甚至只有几微米)，若一个个独立填充不仅效率低下，且对设备的要求极高，非常不利于批量生产。而液体灌装可以解决批量生产的问题。如果采用灌装方式一起填充这些微小凹槽，当聚合物溶液覆盖硅胶弹性阴模表面后，液面下凹槽中滞留的气体，会阻止聚合物溶液下渗到凹槽内，从而影响可溶微针的成型质量。
5.为了解决上述技术问题，现有技术提出对空的微针阴模进行预处理，即利用等离子气体改善模具表面的亲水性能，达到促进聚合物溶液填充到微针凹槽内的目的。但经过等离子气体预处理的微针阴模的亲水性能会随时间而降低。因此，受预处理后的微针阴模滞留时间的影响，模具与模具间、模具中不同区域的亲水性能的差异较大，这会影响微针阴模中凹槽填充，进而影响可溶微针成型的一致性和稳定性，难以保证可溶微针的成型质量。
6.现有技术还提出在负压状态下，将聚合物溶液覆盖至微针阴模表面，后利用大气压强将聚合物溶液填充到凹槽中，能够快速完成大平面微针浇注模具的均匀浇注，实现微纳米级结构高精度快速复制，但是，无法满足大批量生产的要求，生产效率低，而且还难以保证真空灌装环境的稳定性，影响微针的成型质量，同时灵活较差，无法适用于不同尺寸的微针模具，导致需要反复拆装，操作繁琐。除此之外，现有技术还存在对微针阴模表面溶液均化处理效果差，且均化处理会污染溶液，以及浇铸溶液时无法充分排除凹槽内空气的问
题，最终难以有效的保证微针成型质量。此外，可溶微针的制备还存在自动化程度不高、生产效率低、人力成本高等问题。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种制备微针的设备，可以实现微针的大批量生产，并提高微针制备的产能，提高生产效率，而且提高微针的成型质量。
8.为实现上述目的，本实用新型提供了一种制备微针的设备，包括微针阴模、真空腔室、灌装机构和抽真空机构；所述微针阴模的表面形成有与微针针体匹配的凹槽；所述灌装机构至少部分设置在所述真空腔室内，并用于释放制备微针的溶液；所述抽真空机构与所述真空腔室连接，并用于对所述真空腔室抽真空；所述真空腔室包括相互独立设置的进料腔、灌装腔和出料腔；
9.所述进料腔用于在非负压状态下接收所述微针阴模；
10.所述抽真空机构用于对已接收所述微针阴模的所述进料腔进行抽真空；
11.所述灌装腔用于在负压状态下接收来自负压状态的所述进料腔转移的所述微针阴模；
12.所述出料腔用于在负压状态下接收来自负压状态的所述灌装腔转移的所述微针阴模，并用于在接收所述微针阴模后进行破真空。
13.可选地，所述设备还包括通信连接的控制器和破真空阀，所述破真空阀包括第一破真空阀和第三破真空阀；所述第一破真空阀设置于所述进料腔上，所述第三破真空阀设置于所述出料腔上；
14.所述控制器用于控制所述第一破真空阀打开，以对所述进料腔进行破真空，并还用于当第三状态的所述微针阴模转移至负压状态的所述出料腔后，所述控制器用于控制所述第三破真空阀打开，以对所述出料腔进行破真空。
15.可选地，所述控制器还与所述抽真空机构通信连接；所述控制器用于控制所述抽真空机构对所述出料腔、所述灌装腔和所述进料腔进行抽真空。
16.可选地，所述设备还包括与所述控制器通信连接的传感器组件，所述传感器组件包括第一传感器、第二传感器和第三传感器；
17.所述进料腔设置所述第一传感器，所述灌装腔设置所述第二传感器，所述出料腔设置所述第三传感器，所述控制器用于分别根据所述第一传感器、第二传感器和第三传感器所检测的压力信息控制对应腔体的真空度。
18.可选地，所述设备还包括均化机构，且所述灌装腔内设置有浇注工位和均化工位；
19.当所述灌装腔处于负压状态时，所述灌装腔内的所述微针阴模用于设置于所述浇注工位，且所述灌装机构用于向所述微针阴模的表面浇注所述溶液；
20.当所述灌装腔内的所述微针阴模浇注完溶液后用于转移至所述均化工位，且所述均化机构用于对浇注完溶液的所述微针阴模进行均匀化处理，以使所述溶液均匀地填充在所述微针阴模的表面。
21.可选地，所述均化机构包括抓取机构和驱动机构，所述抓取机构包括主轴组件和夹持组件，所述驱动机构包括伺服电机和传动组件，所述主轴组件包括主轴和底座，所述主轴的底端与所述底座固定连接，所述夹持组件包括至少三个卡爪，至少三个所述卡爪在所
述底座上围绕所述主轴的轴线均匀分布并用于夹持固定托盘，所述托盘装载所述微针阴模，所述伺服电机用于通过所述传动组件驱动所述主轴旋转，所述主轴的轴线与所述凹槽的轴线平行。
22.可选地，所述驱动机构还包括气缸组件、弹性部件和转盘；所述转盘套设在所述主轴上，并能够相对于所述主轴转动，所述弹性部件的一端连接所述主轴，另一端连接所述转盘；
23.当所述转盘由所述气缸组件驱动朝第一方向转动时，使所述弹性部件存储弹性势能，并使所有所述卡爪移动至松开位置；
24.当所述转盘被解除所述气缸组件的作用力后，所述弹性部件释放弹性势能，并驱使所述转盘朝第二方向转动，使得所有所述卡爪移动至锁紧位置。
25.可选地，所述均化机构还包括压块，所述压块固定在所述底座上，并用于在轴向上压抵所述转盘；所述压块的数量为至少三个。
26.可选地，所述夹持组件还包括导轨、滑块、固定座和限位销，所述导轨沿着所述底座的径向布置，所述滑块可滑动地设置在所述导轨上，所述固定座固定在所述滑块上，每个所述卡爪固定在对应的一个固定座上，所述限位销固定在所述固定座上，所述转盘设置有弧形的限位槽，所述限位销可活动地设置在所述限位槽中，所述限位槽的弧形的两端距离转盘中心不同；
27.当所述转盘朝第一方向转动时，所述限位销由弧形的所述限位槽的近端向远端移动，并驱动卡爪向外移动，直至所述限位销与所述限位槽的远端抵扣；
28.当所述转盘朝第二方向转动时，所述限位销由弧形的所述限位槽的近端向远端移动，并驱动卡爪向内移动，直至所述限位销与所述限位槽的近端抵扣。
29.可选地，所述气缸组件包括推杆，所述转盘上设置有固定柱，所述推杆用于推动所述固定柱以驱动所述转盘朝第一方向转动。
30.可选地，所述设备还包括托盘和输送线，所述托盘用于装载所述微针阴模，所述输送线用于传送所述托盘；所述均化机构用于驱动所述托盘运动以对所述微针阴模进行均匀化处理，所述托盘的运动包括水平转动、水平移动、抖动、上下摆动中的至少一种。
31.可选地，所述设备还包括托盘，所述托盘用于装载所述微针阴模，且同一个所述托盘能够装载不同尺寸的微针阴模。
32.可选地，所述设备还包括上料输送线、下料输送线和转运输送线，所述上料输送线设置在上料区，所述下料输送线设置在下料区；
33.所述上料输送线用于将所述托盘传送至所述进料腔，并由所述下料输送线接收来自所述出料腔的托盘；
34.所述转运输送线用于接收来自所述下料输送线上的空载的所述托盘，并用于将空载的所述托盘传送至所述上料区。
35.可选地，所述转运输送线设置在所述上料输送线和下料输送线的下方，所述设备还包括自动转运机构，所述自动转运机构用于将所述下料输送线上的空载的所述托盘转移至所述转运输送线，并用于将所述转运输送线上的空载的所述托盘转移至所述上料输送线。
36.可选地，所述设备还包括设置在所述上料区的自动供料机构和自动上料机构，所
述自动供料机构用于将所述微针阴模输送至一上料工位；
37.所述自动上料机构还用于从所述上料工位取走所述微针阴模，并放置于所述上料输送线上的所述托盘。
38.可选地，所述设备还包括设置在所述下料区的自动下料机构和转运托盘，所述自动下料机构用于从所述下料输送线上的所述托盘上取走所述微针阴模，并放置于所述转运托盘上。
39.可选地，所述进料腔、所述灌装腔和所述出料腔依次相邻设置，所述进料腔的进口处设置第一闸门，所述进料腔的出口和所述灌装腔的进口共用第二闸门，所述灌装腔的出口和所述出料腔的进口共用第三闸门，所述出料腔的出口设置第四闸门。
40.可选地，所述设备还包括第一传送线、第二传送线和第三传送线，所述第一传送线设置于所述进料腔内，所述第二传送线设置于所述灌装腔内，所述第三传送线设置于所述出料腔内。
41.可选的，所述灌装机构用于向负压状态的所述灌装腔内的所述微针阴模的表面浇注所述溶液。
42.上述制备微针的设备通过相互独立设置的进料腔、灌装腔和出料腔，实现了微针阴模的抽真空、真空灌装和破真空的工序的分离，使得真空灌装等待时间能够极大的减少，提高整体真空灌装效率，而且在真空灌装之前，微针阴模已经过较长时间的抽真空，极大的减少了微针阴模表面的凹槽内的空气，使溶液能够完全填充凹槽，填充效果好，可以有效的保证微针的成型质量，同时还能极大的提高生产节拍，增加设备产能，实现微针的大批量生产。
43.上述制备微针的设备通过在真空腔室的灌装腔内对微针阴模进行真空灌装，实现溶液的浇注，可充分地排出微针阴模的凹槽内的空气，保证破真空后，微针阴模的凹槽内充满溶液，确保微针成型质量。
44.上述制备微针的设备通过均化机构对微针阴模的表面的溶液进行均匀化处理，可有效的摊平微针阴模表面上的黏性溶液，使溶液均匀地平铺在微针阴模的表面，进一步确保微针成型质量。尤其通过均化机构的旋转实现对微针阴模的均匀化处理，其中主轴的转动轴线与微针阴模的凹槽的深度方向(定义为凹槽的轴向)平行设置，以依靠主轴的旋转摊平微针阴模上的黏性溶液，然后黏性溶液依靠重力进入微针阴模的凹槽，该方式可利用离心力有效的摊平微针阴模表面上的黏性溶液，均匀化效果好，而且不直接接触溶液，避免了对溶液的污染，进一步保证了微针成型质量。
附图说明
45.本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本实用新型，而不对本实用新型的范围构成任何限定。其中：
46.图1为本实用新型优选实施例提供的制备微针的设备的结构主视示意图；
47.图2为本实用新型优选实施例提供的真空腔室的外部结构俯视示意图；
48.图3为本实用新型优选实施例提供的真空腔室的内部结构示意图；
49.图4为本实用新型优选实施例提供的制备微针的设备的结构俯视示意图；
50.图5为本实用新型优选实施例的均化机构的主视图；
51.图6为本实用新型优选实施例的主轴组件和夹持组件的主视图；
52.图7为本实用新型优选实施例的主轴组件和夹持组件的立体图；
53.图8为本实用新型优选实施例的主轴组件和夹持组件的俯视图；
54.图9为本实用新型优选实施例的气缸组件顶出，使卡爪松开的原理图；
55.图10为本实用新型优选实施例的气缸组件缩回，使卡爪在拉簧作用下夹紧的原理图；
56.图11为本实用新型优选实施例的均化机构工作时的转速-时间曲线图。
具体实施方式
57.下面将结合示意图对本实用新型进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
58.为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
59.在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
60.以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
61.图1示出了本实用新型一优选实施例的制备微针的设备的结构主视示意图，图2示出了本实用新型一优选实施例的真空腔室的外部结构俯视示意图，图3示出了本实用新型一优选实施例的真空腔室的内部结构示意图，图4示出了本实用新型一优选实施例提供的制备微针的设备的结构俯视示意图。
62.如图1至图4所示，本实施例提供一种制备微针的设备，该微针可穿刺人体角质层，形成有利于药物输送的通道，从而促进药物的透皮吸收。本技术对微针针体的形状不作限制，包括但不限于针尖部为凸状结构的针体，针尖部可以是具有尖锐形状的凸状结构，也可以是不尖锐的凸状结构；针体包括但不限于圆锥状、多棱锥状或梭形。制备微针的溶液具有一定的粘度，溶液包括但不限于为聚合物溶液，且本技术对溶液的种类没有特别的限定。
63.所述制备微针的设备具体包括微针阴模1、真空腔室2、灌装机构3和抽真空机构4；微针阴模1的表面形成有与微针针体匹配的凹槽(未图示)；灌装机构3至少部分设置在所述真空腔室内，并用于释放制备微针的溶液；真空腔室2 用于提供密闭的环境，以便于在真空的条件下制备微针；抽真空机构4与真空腔室2连接，并用于对真空腔室2进行抽真空。
64.如图2所示，真空腔室2包括三个相互独立的真空腔，分别是依次相邻设置的进料腔21、灌装腔22和出料腔23。进料腔21用于在非负压状态下接收微针阴模1，非负压状态即为常压状态；本文中，应理解，常压并不是绝对的一个标准大气压，而是由于地理位置、海波高度、温度等不同，实际大气压同标准大气压也会不相等，因此本技术对常压的压力值没有
特别的限制；抽真空机构4 用于在进料腔21接收微针阴模1后，对进料腔21进行抽真空，以使微针阴模1 和进料腔21都处于负压状态；灌装腔22用于在负压状态下接收来自负压状态的进料腔21转移的微针阴模1；灌装机构3用于向负压状态的灌装腔22内的微针阴模1的表面浇注制备微针的溶液，并得到浇注完溶液的微针阴模1，进一步优选对浇注完溶液的微针阴模1进行均匀化处理，以使所述溶液均匀地摊平在微针阴模1的表面；出料腔23则用于在负压状态下接收来自负压状态的灌装腔 22转移的浇铸溶液的微针阴模1，并用于在接收浇铸溶液的微针阴模1后进行破真空，以使出料腔23处于非负压状态，且得到带有溶液的微针阴模1，此时，带有溶液的微针阴模1处于常压状态；带有溶液的微针阴模1进一步固化成型后进行脱模，即可得到微针(一体式微针)。
65.本实施例还提供一种制备微针的方法，该方法包括：
66.步骤11：将微针阴模1放置于非负压状态的进料腔21，然后，利用抽真空机构4对进料腔21进行抽真空，以使进料腔21和微针阴模1处于负压状态；
67.步骤12：将负压状态的微针阴模1从负压状态的进料腔21转移至负压状态的灌装腔22，并在负压状态下，通过灌装机构3向灌装腔22内的微针阴模1的表面浇注溶液，浇铸完溶液后，优选通过均化机构6对浇注完溶液的微针阴模1 进行均匀化处理，以使所述溶液均匀地摊平在所述微针阴模1的表面；
68.步骤13：将浇铸溶液的微针阴模1从负压状态的灌装腔22转移至负压状态的出料腔23，并维持灌装22的负压状态；即将浇铸溶液的微针阴模1送出灌装腔22后，灌装腔22关闭，使灌装腔22仍然可以维持负压状态，以准备接收下一个待浇注溶液的微针阴模1；
69.步骤14：将浇铸溶液的微针阴模1转移至负压状态的出料腔23后，对负压状态的出料腔23进行破真空，以使出料腔23处于非负压状态，并得到带有溶液的微针阴模1；应理解，出料腔23在接收浇铸溶液的微针阴模1之前已被抽真空，而且当出料腔23破真空后，溶液借助于自身重力充满微针阴模1的凹槽；
70.步骤15：带有溶液的所述微针阴模固化成型后进行脱模，即得到微针。
71.步骤14之后，优选还包括步骤：
72.当出料腔23破真空后，打开出料腔23的出口，将装载了浇铸溶液的微针阴模1转移至出料腔23的外部，使得破真空后的出料腔23处于空载状态，破真空后的出料腔23空载后，出料腔23关闭，对出料腔23开始抽真空，直至出料腔23内的真空度达到设定值后停止，以准备接收下一个浇铸溶液的微针阴模1。
73.此外，在步骤12中，将负压状态的微针阴模1送出进料腔21后，进料腔 21关闭，便对进料腔21开始破真空，直至进料腔21内的压力与外部环境一致后停止，以准备接收下一个微针阴模1。
74.上述三个独立的真空腔的设置，可极大地减少灌装操作时的等待时间，有效的提高微针制备的真空灌装效率。应理解，如果单独一个真空腔进行抽真空
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破真空-抽真空的反复操作，不仅灌装时间长，灌注效率低，而且能量消耗大，生产成本高。而本实用新型的真空腔室由三个独立的真空腔组成，其中灌装腔 22无需反复进行抽真空-破真空-抽真空的操作，减少了能量消耗，而且减少了灌装时的等待时间，灌装效率高。因此，三个独立的真空腔可极大提高生产节拍，增加设备产能，这样做，可以使单机产能提升到4件/分钟。尤其在灌装前，微针阴模1已经经过较长时间的抽真空，极大的减少了微针阴模1的凹槽内的空气
含量，保证了最终成型的微针的质量，提高了微针制备的良品率。而且在真空条件下进行溶液的灌装，可充分地排出微针阴模的凹槽内的空气，保证出料腔23破真空后，微针阴模的凹槽内充满溶液，确保微针成型质量。尤其在真空条件下，结合均化机构6的均匀化处理，可有效的摊平微针阴模表面上的黏性溶液，使溶液均匀地平铺在微针阴模的表面，进一步保证了微针成型质量。
75.在其他实施例中，也可以先在非负压状态下浇铸溶液，然后通过均化机构6 进行均匀化处理，均匀化处理后，再进行抽真空，抽真空后再破真空，实现溶液的填充。具体地，本实施例还提供另一种制备微针的方法，该方法包括：
76.步骤21：将微针阴模1放置于非负压状态的灌装腔22，通过灌装机构3向微针阴模1的表面浇注所述溶液；
77.步骤22：通过均化机构6对微针阴模1进行均匀化处理，以使溶液均匀地摊平在微针阴模1的表面；
78.步骤23：通过抽真空机构4对灌装腔22进行抽真空，以使灌装腔22和微针阴模1处于负压状态；
79.步骤24：将均匀化处理后的微针阴模1转移至负压状态的出料腔23后，对负压状态的出料腔23进行破真空，以使出料腔23处于非负压状态，并得到带有溶液的所述微针阴模1；
80.步骤25：对带有溶液的微针阴模1固化成型后进行脱模。
81.应理解，各个真空腔的真空压力根据所制备的微针产品进行设定。每个真空腔的真空压力需满足一定的条件，若真空压力不足会影响微针成型质量，而真空压力过大则会增加能量消耗，提高抽真空和破真空时间，降低设备产能。本实施例中，进料腔21、灌装腔22和出料腔23的工作压力优选相等，工作压力优选为-95kpa～-80kpa，在该工作压力下，既能保证微针成型质量，又能降低抽真空和破真空时间，提高设备产能。进一步的，进料腔21、灌装腔22和出料腔23的工作压力的控制精度为
±
1kpa。进一步优选的，进料腔21和出料腔23 的抽真空时间为10～16秒，进料腔21和出料腔23的破真空时间为3～5秒，而灌装腔22由于在生产时一直处于负压状态，因此对抽破真空时间没有特别的要求。
82.所述制备微针的设备优选还包括托盘5，托盘5用于装载微针阴模1以依次进入进料腔21、灌装腔22和出料腔23，更优选不同尺寸的微针阴模1可通过同一个托盘5进行输送。
83.进一步的，真空腔室5的优选使用步骤包括：首先将装载微针阴模1的托盘5传送至常压下的进料腔21内，然后关闭进料腔21，使进料腔21与其他2 个真空腔和外部环境隔绝，然后，对进料腔21进行抽真空，直至真空压力达到设定值，停止抽真空并维持负压状态；接着打开进料腔21的出口，将已被抽真空的微针阴模1连同托盘5传送至灌装腔22内，关闭灌装腔22，使灌装腔22 与其他2个真空腔和外部环境隔绝，该过程中，灌装腔22在装入微针阴模1之前已被抽真空；当微针阴模1浇注完成后，打开灌装腔22的出口，将灌装好溶液的微针阴模1连同托盘5传送至出料腔23，关闭出料腔23，使出料腔23与其他2个真空腔和外部环境隔绝，然后对出料腔23进行破真空，直至出料腔23 内的压力与外部环境一致。
84.此外在步骤13中，微针阴模1浇注完溶液后，继续在灌装腔22内进行均匀化处理，均匀化处理后，再打开灌装腔22的出口。也即，所述制备微针的设备还包括均化机构6，且灌装腔22内优选设置浇注工位和均化工位；当所述灌装腔22处于负压状态时，将微针阴模1由
托盘5转移至所述浇注工位，之后，灌装机构3用于向负压状态的微针阴模1的表面浇注溶液；且当微针阴模1浇注完溶液后，再通过托盘5将微针阴模1转移至在所述均化工位，均化机构6 再用于对浇注完溶液的微针阴模1进行均匀化处理，以使溶液均匀地填充在微针阴模1的表面。
85.本实施例中，所述均化机构6主要驱动托盘5运动以实现微针阴模1的均匀化处理，托盘5的运动可以是各种运动，如水平转动、水平移动、抖动、上下摆动中的至少一种。该方式中，所述均化机构6与制备微针的溶液无接触，减少了溶液受污染的风险，而且均匀化效果好，并可通过较为简单的结构和操作来实现，从而保证每个凹槽内填充的溶液含量的稳定性和一致性，确保微针成型质量。
86.在一些实施例中，所述均化机构6包括抓取结构和驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述抓取机构绕自身轴线做水平转动，所述抓取机构用于抓取托盘 5，然后所述驱动机构通过抓取机构带动托盘5及微针阴模1一起水平转动，从而通过离心力将微针阴模1表面的溶液均匀化地铺展开，并充满各个凹槽。均化机构6和灌液机构3可设置在同一个灌装腔22，也可在灌装腔22和出料腔 23之间设置一个独立的真空腔，以单独放置均化机构6。
87.在另一些实施例中，所述均化机构6包括抓取机构和驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述抓取机构上下摆动，所述抓取机构用于抓取托盘5，然后驱动机构通过抓取机构带动托盘5及微针阴模1一起上下摆动，从而通过上下摆动将微针阴模1表面的溶液均匀化地铺展开，并充满各个凹槽。在其他实施例中，可以取消抓取机构，所述驱动机构配置为承载托盘5的运动台，所述运动台用于驱动托盘5水平转动或上下摆动或进行抖动(包括振动)或进行水平移动。
88.图5至图10示出了根据一优选实施例的均化机构6。该均化机构6包括抓取机构和驱动机构，所述抓取机构包括主轴组件610和夹持组件620，所述驱动机构包括伺服电机630和传动组件640。所述主轴组件610包括主轴611和底座 612，主轴611的底端与底座612固定连接或可拆卸连接。所述夹持组件620包括至少三个卡爪621，至少三个卡爪621在底座612上围绕主轴611的轴线均匀分布。至少三个卡爪621相互配合对托盘5进行夹持固定。优选的，卡爪621 的数量为四个，夹持效果较为稳定。每个卡爪621可相对于底座612移动，以夹紧或松开托盘5。所述伺服电机630通过传动组件640与主轴611连接，以通过传动组件640驱动主轴611绕自身轴线进行水平转动。所述传动组件640优选为皮带轮组件，具体的，所述传动组件640包括主动带轮641、皮带642和从动带轮643，主动带轮641与伺服电机630的电机轴(未标注)连接，皮带642 套设在主动带轮641和从动带轮643上，从动带轮643套设在主轴611的顶端。优选的，伺服电机630与主轴611平行布置。伺服电机630通过皮带轮组件驱动主轴611和底座612旋转，从而驱动托盘5和微针阴模1一起旋转，使溶液均匀涂布在微针阴模1表面。主轴611可通过轴承613和螺母614固定的轴承座615上。轴承座615和伺服电机630都固定在机座650上。底座612可以是各种形状，优选为圆形。应理解，主轴611的转动轴线与微针阴模的凹槽的深度方向平行，即主轴611的转动轴线与凹槽的轴向平行，从而依靠主轴611的旋转摊平微针阴模上的黏性溶液(即制备微针的溶液)，然后黏性溶液依靠重力进入微针阴模的凹槽，该方式能够有效的摊平微针阴模表面上的黏性溶液，均匀化效果好，而且不直接接触溶液，避免了对溶液的污染，进一步保证微针成型质量。
89.进一步优选的，所述驱动机构还包括气缸组件660、弹性部件670和转盘 680。所述
转盘680套设在主轴611上，并可相对于主轴611转动。所述弹性部件670的一端连接主轴611，另一端连接转盘680。当转盘680被气缸组件660 驱动朝第一方向转动时，使弹性部件670存储弹性势能，并使夹持组件620的卡爪621移动至松开位置，以便于解除对托盘5的夹持或松开后便于对托盘5 进行夹持；且当转盘680被解除气缸组件660的作用力后，弹性部件670释放弹性势能，并驱使转盘680朝第二方向转动，使得夹持组件620的卡爪621移动至锁紧位置，以便于夹紧托盘5或松开后托盘5恢复原位。这种利用气缸和储能元件控制卡爪621的松开和夹紧的方式，无需配置气路、电路等复杂的辅助设备，因此，结构简单，可靠性好，而且可通过伺服电机630控制主轴611 的转动速度，达到较好的离心效果。所述弹性部件670一般选用拉簧671，拉簧 671的一端固定在主轴611上，另一端固定在转盘680上。本实施例中，拉簧 671的一端固定在第一销672上，第一销672固定的主轴611上，拉簧671的另一端固定在第二销673上，第二销673固定在转盘680上。第一方向与第二方向相反。
90.为了避免转盘680上下跳动，所述均化机构6还包括辅助部件690，所述辅助部件690可用于限制转盘680的轴向位置。可选的，所述辅助部件690包括压块691，压块691固定在底座612上，并用于在轴向上压抵转盘680，压块691 的数量至少为三个并周向均匀地在底座612上设置。
91.所述夹持组件620可包括导轨622、滑块623、固定座624和限位销625。导轨622沿着底座612的径向布置，滑块623可滑动地设置在导轨622上，固定座624固定在滑块623上，每个卡爪621固定在对应的一个固定座624上。限位销625固定在固定座624上，转盘680设置有弧形的限位槽681，限位销 625可活动地设置在弧形的限位槽681中，限位槽681的弧形的两端距离转盘 680的中心不同。在夹紧之前，夹持组件620位于初始位置，此时，限位销625 与限位槽681的弧形的近端抵扣，限位槽681的弧形的近端相比于弧形的远端更靠近转盘中心。当所述转盘680朝第一方向转动时，所述限位销625由弧形的所述限位槽681的近端向远端移动，并驱动卡爪621向外移动，直至所述限位销625与所述限位槽681的远端抵扣；当所述转盘680朝第二方向转动时，所述限位销625由弧形的所述限位槽681的近端向远端移动，并驱动卡爪621 向内移动，直至所述限位销625与所述限位槽681的近端抵扣。
92.结合图7至图8，气缸组件660包括推杆661，转盘680上设置有固定柱682。如图9所示，当需要松开卡爪621时，气缸驱动推杆661伸出并抵靠固定柱682，进而推动固定柱682使转盘680朝第一方向转动，并通过限位销625驱动固定座624沿导管622径向向外滑动，从而实现卡爪621对托盘5的松开；如图10 所示，撤去推杆661后，在拉簧671的弹力作用下，转盘680被拉动朝第二方向转动，并通过限位销625驱动固定座624沿导管622径向向内滑动，从而实现卡爪621对托盘5的夹紧。
93.为了进一步改善均化效果，本实施例的均化机构6被配置为具有不同的工作阶段，分别为加速阶段、匀速阶段和减速阶段，均化机构6在对微针阴模1 执行均匀化处理时依次进行加速转动、匀速转动和减速转动，以使溶液均匀地填充在微针阴模的表面。图11示出了均化机构6的转速-时间曲线，其中横坐标为时间(单位秒)，纵坐标为转速(单位转/分)。实际使用中，首先主轴611加速转动，当主轴611加速转动至预定转速后进行匀速转动，匀速转动一定时间后，主轴611减速转动直至完成均化操作。由于微针产品在均化时，根据溶液黏度的不同，主轴611的转速和均化时间均会有所不同，因此，各个阶段的速度和时间可根据微针的材料和黏度进行设定，本技术在此不做特别的限制。进一步可选的，所述匀速阶段的
转速为300～1000转/分，加速阶段的时间可为2 秒以内，匀速阶段的时间可为2～18秒，减速阶段的时间可为18～32秒。
94.进一步的，所述制备微针的设备还包括输送线，所述输送线用于自动化传送托盘5并实现托盘5的重复使用。所述制备微针的设备设置有上料区和下料区，上料区设置于进料腔21的一侧，下料区设置在出料腔23的一侧。所述输送线可以将下料区的托盘5重复不断地输送至上料区，以便重复使用托盘5。
95.如图1所示，所述输送线包括上料输送线7、下料输送线8和转运输送线9。上料输送线7设置在上料区，即真空腔室5的进口处。下料输送线8设置在下料区，即真空腔室5的出口处。即，所述上料输送线7和下料输送线8之间设置真空腔室2。
96.转运输送线9可以与上料输送线7和下料输送线8直接连接形成一条完整连续的循环式输送线。转运输送线9也可以与上料输送线7和下料输送线8不连接而形成一条不连续的循环式输送线，此时，可通过自动转运机构将下料输送线8上的托盘5传送至转运输送线9，再由自动转运机构将转运输送线9上的托盘5传送至上料输送线7。如此形成一个生产循环，微针制备的自动化程度高，可以极大提高生产节拍，增加设备产能。
97.进一步的，通过上料输送线7将装载有常压状态的微针阴模1的托盘5传送至进料腔21，并由下料输送线8接收来自出料腔23的托盘5；通过转运输送线9接收来自下料输送线8上的空载的托盘5，并由转运输送线9将空载的托盘 5传送至上料区。转运输送线9相对于上料输送线7和下料输送线8的位置不作限制。图1示出了转运输送线9设置在上料输送线7和下料输送线8的下方，节省空间。相匹配的，所述制备微针的设备还包括支架16，用于设置真空腔室 2和输送线。
98.所述制备微针的设备优选还包括自动转运机构，通过所述自动转运机构将下料输送线8上的空载的托盘5转移至转运输送线9，并利用所述自动转运机构将转运输送线9上的空载的托盘5转移至上料输送线7。所述自动转运机构优选为升降装置，所述升降装置包括上料升降机10和下料升降机11，上料升降机 10设置在上料区，下料升降机11设置在下料区。此时，所述转运输送线9与上料输送线7和下料输送线8设置在不同的水平高度，例如图1示出了转运输送线9设置在上料输送线7和下料输送线8的下方，如正下方。上料升降机10对接转运输送线9和上料输送线7，下料升降机11对接转运输送线9和下料输送线8，上料升降机10通过自动升降将转运输送线9上的空载托盘5传送至上料输送线7，下料升降机11通过自动升降将下料输送线8上的空载托盘5传送至转运输送线9。当然所述自动转运机构不限于升降装置，例如还可以是机械手臂、或自动化运输车或自动化轨道等。
99.进一步的，使用上述制备微针的设备制备微针的一操作步骤包括：
100.首先在上料区，通过手动或机械自动方式将微针阴模1摆放在上料输送线7 的空载托盘5上，托盘5装载微针阴模1后由上料输送线7传送进入真空腔室2 的进料腔21内；当微针阴模1浇注完溶液和均匀化处理后，通过托盘5传送至出料腔23进行破真空；破真空后，通过托盘5装载灌注好溶液的微针阴模1进入到下料输送线8上；在下料区，通过手动或机械自动方式将灌注好溶液的微针阴模1从托盘5中取出；在此过程中，微针阴模1从托盘5中取出后通常被放置到转运托盘12上，再由转运托盘12将灌注好溶液的微针阴模1输送至下一道工序(如干燥、烘干工序)；灌注好溶液的微针阴模1从托盘5中取出后，空载托盘5通过下料升降机11传送至转运输送线9，由转运输送线9将空载托盘5传送至上料区，到达上料区
后，由上料升降机10将空载托盘5传送至上料输送线7，从而空载托盘5重新接收下一个模具。
101.继续参阅图2，所述进料腔21上设置有第一抽真空阀211。第一抽真空阀 211与进料腔21连通，第一抽真空阀211连接抽真空机构4，抽真空机构4通过第一抽真空阀211对进料腔21进行抽真空，以使进料腔21维持负压状态。进一步的，所述制备微针的设备还包括传感器组件，所述传感器组件包括第一传感器212，所述进料腔21上设置有第一传感器212，第一传感器212用于实时检测进料腔21内的真空度，第一传感器212优选与控制器通信连接，第一传感器212优选将真空度反馈于控制器，由控制器根据反馈的真空度控制进料腔 21内的压力。所述进料腔21上设置有第一破真空阀213，第一破真空阀213用于与外部环境连通，以实现进料腔21的破真空。优选的，第一破真空阀213与控制器通信连接，由控制器控制第一破真空阀213的开闭。优选的，第一抽真空阀211与控制器通信连接，由控制器控制第一抽真空阀211的开闭。
102.图2还示出了一示意性实施方式的灌装腔22。所述灌装腔22上设置有第二抽真空阀221。第二抽真空阀221与灌装腔22连通，第二抽真空阀221连接抽真空机构4，抽真空机构4通过第二抽真空阀221对灌装腔22进行抽真空，以使灌装腔22维持负压状态。优选的，所述传感器组件还包括第二传感器222，所述灌装腔22上设置有第二传感器222，第二传感器222用于实时检测灌装腔 22内的真空度，第二传感器222优选与控制器通信连接，第二传感器222优选将真空度反馈于控制器，由控制器根据反馈的真空度控制灌装腔22内的压力。所述灌装腔22上设置有第二破真空阀223，第二破真空阀223用于与外部环境连通，以实现灌装腔22的破真空。优选的，第二破真空阀223与控制器通信连接，由控制器控制第二破真空阀223的开闭。优选的，第二抽真空阀221与控制器通信连接，由控制器控制第二抽真空阀221的开闭。
103.图2还示出了一示意性实施方式的出料腔23。所述出料腔23上设置有第三抽真空阀231。第三抽真空阀231与出料腔23连通，第三抽真空阀231连接抽真空机构4，抽真空机构4通过第三抽真空阀231对出料腔23进行抽真空，以使出料腔232维持负压状态。优选的，所述传感器组件还包括第三传感器232，所述出料腔23上设置有第三传感器232，第三传感器232用于实时检测出料腔 23内的真空度，第三传感器232优选与控制器通信连接，第三传感器232优选将真空度反馈于控制器，由控制器根据反馈的真空度控制出料腔23内的压力。所述出料腔23上设置有第三破真空阀233，第三破真空阀233用于与外部环境连通，以实现出料腔23的破真空。优选的，第三破真空阀233与控制器通信连接，由控制器控制第三破真空阀233的开闭。优选的，第三抽真空阀231与控制器通信连接，由控制器控制第三抽真空阀231的开闭。
104.图3示出了一示意性实施方式的真空腔室2的内部结构。所述进料腔21的进口设置有第一闸门241，优选所述进料腔21的出口和灌装腔22的进口共用一个第二闸门243，且优选灌装腔22的出口和出料腔23的进口共用一个第三闸门 247，所述出料腔23的出口设置有第四闸门249。第一闸门241用于控制进料腔 21的进口的打开与关闭，第二闸门243用于控制进料腔21和灌装腔22之间的通断，第三闸门247用于灌装腔22和出料腔23之间的通断，第四闸门249用于控制出料腔23的出口的打开与关闭。
105.上述闸门的使用步骤可为：进料腔21在常压状态时，第一闸门241打开，装有微针
阴模1的托盘5被输送至进料腔21的第一传送线242上，然后第一闸门241关闭，对进料腔21开始抽真空；抽真空完毕后，第二闸门243打开，托盘5经由第一传送线242和第二传送线244进入灌装腔22内，其中第二传送线 244设置在灌装腔22内；当托盘5到达灌液机构3的工位后，第二闸门243关闭，第二闸门243关闭后，便可对进料腔21进行破真空，进料腔21破真空后，打开第一闸门241，等待下一个托盘5进入；托盘5在到达灌液机构3的工位后，灌液机构3启动将设定量的溶液注入到微针阴模1的表面，灌液完毕后由第二传送线244将托盘5送至均化机构6的工位；托盘5到达均匀化工位后，均化机构6对微针阴模1进行均匀化处理，使得溶液能够快速、均匀、完整的覆盖微针阴模1表面；均匀化完毕后，第三闸门247打开，托盘5经第二传送线244 和第三传送线248送至出料腔23内，其中第三传送线248设置在出料腔22内；托盘5到位后，第三闸门247关上，然后出料腔23开始破真空，直到出料腔23 的内部气压与外界一致；然后第四闸门249打开，托盘5经第三传送线248送出下料输送线8，然后第四闸门249关闭，接着出料腔23开始抽真空，直到出料腔23内部的真空度到达设定值后停止。
106.优选的，所述制备微针的设备还包括控制器，优选与抽真空阀、破真空阀、抽真空机构4以及传感器组件通信连接，以控制这些设备的自动化运行。所述抽真空机构4优选包括第一抽真空泵、第二抽真空泵和第三抽真空泵，所述第一抽真空泵用于通过第一抽真空阀211对进料腔21进行抽真空；所述第二抽真空泵用于通过第二抽真空阀221对灌装腔22进行抽真空；所述第三抽真空泵用于通过第三抽真空阀231对出料腔23进行抽真空。所述控制器用于控制第一破真空阀213打开以对进料腔21进行破真空，并用于控制第二破真空阀223打开以对灌注腔22进行破真空，还用于控制第三破真空阀233打开以对出料腔23 进行破真空。优选的，所述控制器用于分别根据第一传感器212、第二传感器 222和第三传感器232所检测的信息控制对应腔体的真空度，即根据这些传感器所检测的信息控制对应的真空泵抽真空并控制在要求的真空度内。进一步地，当将第四状态的微针阴模1从破真空后的出料腔23转移至外部后，所述控制器控制第三抽真空泵对出料腔23进行抽真空。进一步地，当负压状态的微针阴模1转移至负压状态的灌装腔22后，所述控制器控制第一破真空阀213打开，以对进料腔21进行破真空。
107.如图4所示，为了进一步提高自动化程度，优选所述制备微针的设备还包括自动供料机构13和自动上料机构14，均设置在上料区。通过自动供料机构 13和自动上料机构14代替人工作业完成微针阴模1的自动上料。
108.所述自动供料机构13用于将常压下的微针阴模1自动化的运输至一上料工位。所述自动上料机构14用于自动地从所述上料工位取走常压下的微针阴模1 并放置于上料输送线7的托盘5上。本技术对自动供料机构13的结构不作限定，例如可以是自动升降平台，该平台可以设计为多层，每层可放置一个或多个待灌装的微针阴模1。所述自动上料机构14优选为上料机械手，机械手的动作灵活且操作方便，而且不占用空间。
109.继续参阅图5，所述制备微针的设备优选还包括设置在下料区的自动下料机构15和转运托盘12，所述自动下料机,15用于从下料输送线8上的托盘5上取走第四状态的微针阴模1，并放置于转运托盘12上。从而通过自动下料机构15 代替人工作业完成微针阴模1的下料操作，以进一步实现微针制备的自动化。自动下料机构15在下料区自动地将灌装好的微针阴模1从托盘5中取下并放置到转运区，如在转运区设置转运托盘12，自动下料机构15将取下的灌装好的微针阴模1放置到转运托盘12上，再由人工定期从转运托盘12上取走微
针阴模1。如此一来，操作人员可以同时管理多台设备，大大的减少了人力投入，降低了人力成本。自动下料机构12通常为下料机械手。
110.本技术对灌液机构3的结构不作特别的限制。所述灌液机构3可包括出液头，所述出液头用于释放制备微针的溶液。优选所述出液头为多个，多个出液头并排地设置，每个出液头用于释放溶液，多个出液头同时释放溶液，溶液浇注效率高，溶液浇注效果好。
111.本实施例对控制器的种类没有特别的限制，可以是执行逻辑运算的硬件，例如，单片机、微处理器、可编程逻辑控制器(plc，programmable logiccontroller)或者现场可编程逻辑门阵列(fpga，field-programmable gate array)，或者是在硬件基础上的实现上述功能的软件程序、功能模块、函数、目标库(object libraries)或动态链接库(dynamic-link libraries)。或者，是以上两者的结合。本领域技术人在本技术公开的内容基础上，应当知晓如何具体实现控制器与其他设备间的通信。此外，采用控制器为本实施例的优选方式，本领域技术人员可以采用其他技术手段，例如手动控制，机械控制，可以实现同样的技术效果。
112.上述描述仅是对本实用新型优选实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本实用新型的保护范围。