[發(fā)明專利]一種基于三維重建技術(shù)的智能3D打印設(shè)備及制造方法

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• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111923405A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊進(jìn)波;劉滿金;余虎
• 申請（專利權(quán)）人: 砼易測（西安）智能科技有限公司
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B29C64/393;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 深圳紫晴專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44646
• 代理人: 陳映輝

本發(fā)明公開了一種基于三維重建技術(shù)的智能3D打印設(shè)備及制造方法，具體涉及土木工程材料設(shè)備領(lǐng)域，包括棱柱主體骨架，所述棱柱主體骨架內(nèi)部固定設(shè)有傳動機構(gòu)，所述傳動機構(gòu)上設(shè)有傳動臺，所述傳動臺上固定設(shè)有蓄料箱，所述傳動臺底部固定設(shè)有打印噴頭，所述蓄料箱與打印噴頭之間設(shè)有物料泵和送料軟管，所述物料泵輸入端與蓄料箱內(nèi)腔相連，所述物料泵輸出端與送料軟管相連。本發(fā)明通過采用三維信息重建方法，通過高清數(shù)字圖像采集器定時采集建筑物的實際圖像，進(jìn)而構(gòu)建打印建筑物的實時模型，通過與設(shè)計模型尺寸的實時對比，調(diào)整控制打印設(shè)備參數(shù)，實現(xiàn)智能化精準(zhǔn)打印，設(shè)計原理可靠，結(jié)構(gòu)簡單，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程材料設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于三維重建技術(shù)的智能3D打印設(shè)備及制造方法。

背景技術(shù)

3D打印技術(shù)是一項土木工程施工技術(shù)重大挑戰(zhàn)，它可以提高生產(chǎn)率，節(jié)約環(huán)境資源，拓展建筑形式與使用空間，提高土木工程建筑物的質(zhì)量與壽命。近年來，3D打印技術(shù)在控制系統(tǒng)、打印設(shè)備、打印材料等方面都取得了一定進(jìn)展?？刂葡到y(tǒng)主要用來構(gòu)建設(shè)計打印建筑的數(shù)字模型，按照設(shè)計要求控制打印設(shè)備進(jìn)行打印；打印設(shè)備主要用來連續(xù)實施打印，精準(zhǔn)定位打印噴口移動位置，控制打印材料流量等；打印材料需要適應(yīng)打印設(shè)備的具體過程，在強度、工作性能、凝結(jié)硬化性能等方面滿足設(shè)計要求。3D打印技術(shù)是一套系統(tǒng)工程，還包括能源系統(tǒng)、信息系統(tǒng)等。優(yōu)化提升整體系統(tǒng)的智能化和協(xié)調(diào)化是土木工程材料3D打印技術(shù)的發(fā)展方向。

目前的土木工程材料3D打印技術(shù)只能按照預(yù)先的設(shè)計，控制打印設(shè)備按照既定流程進(jìn)行打印，無法實現(xiàn)打印過程中的自我調(diào)整。當(dāng)預(yù)先設(shè)計的打印建筑物模型構(gòu)建完成后，控制系統(tǒng)控制打印設(shè)備開始按照既定流程打印，打印過程中，打印材料受到施工環(huán)境影響，例如塑性打印材料在重力的作用下會產(chǎn)生一定的沉降，進(jìn)而使得打印建筑物實體尺寸偏離設(shè)計實際模型尺寸，此時控制系統(tǒng)不能根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整，最終導(dǎo)致整體建筑物無法實現(xiàn)設(shè)計要求。總的來說，目前的土木工程材料3D打印技術(shù)不能實現(xiàn)打印過程中的自主調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的實施例提供一種基于三維重建技術(shù)的智能3D打印設(shè)備及制造方法，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何解決目前的土木工程材料3D打印技術(shù)不能實現(xiàn)打印過程中的自主調(diào)整的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于三維重建技術(shù)的智能3D打印設(shè)備，包括棱柱主體骨架，所述棱柱主體骨架內(nèi)部固定設(shè)有傳動機構(gòu)，所述傳動機構(gòu)上設(shè)有傳動臺，所述傳動臺上固定設(shè)有蓄料箱，所述傳動臺底部固定設(shè)有打印噴頭，所述蓄料箱與打印噴頭之間設(shè)有物料泵和送料軟管，所述物料泵輸入端與蓄料箱內(nèi)腔相連，所述物料泵輸出端與送料軟管相連，所述送料軟管遠(yuǎn)離物料泵一端與打印噴頭相連，所述棱柱主體骨架上固定設(shè)有多個高清數(shù)字圖像采集器，多個所述高清數(shù)字圖像采集器均傾斜設(shè)置，所述棱柱主體骨架外壁固定設(shè)有控制主機；

所述傳動機構(gòu)包括X軸電動滑軌、Y軸電動滑軌和Z軸電動滑軌，所述傳動臺設(shè)置于X軸電動滑軌上且傳動連接，所述X軸電動滑軌與Y軸電動滑軌傳動連接，所述Y軸電動滑軌與Z軸電動滑軌傳動連接，所述X軸電動滑軌、Y軸電動滑軌、Z軸電動滑軌和高清數(shù)字圖像采集器均與控制主機電相連。

在一個優(yōu)選地實施方式中，所述棱柱主體骨架由高剛度不銹鋼材料制成，所述棱柱主體骨架長寬高尺寸分別與X軸電動滑軌、Y軸電動滑軌和Z軸電動滑軌長度相適配。

在一個優(yōu)選地實施方式中，所述高清數(shù)字圖像采集器設(shè)置為CCD高清網(wǎng)絡(luò)槍式攝像機，所述高清數(shù)字圖像采集器的數(shù)量設(shè)置為2個以上，所述高清數(shù)字圖像采集器設(shè)置數(shù)量根據(jù)三維重建精度要求進(jìn)行調(diào)整。

在一個優(yōu)選地實施方式中，所述高清數(shù)字圖像采集器定期向控制主機傳輸采集的圖形信息，采集間隔時長設(shè)置為1分鐘/次，采集間隔時間根據(jù)三維重建精度要求進(jìn)行調(diào)整。

在一個優(yōu)選地實施方式中，所述控制主機可對高清數(shù)字圖像采集器采集的高清數(shù)字圖像中的每個像素都進(jìn)行三維重建。