[发明专利]一种基于现场扫描的3D打印机

说明书

本发明公开了一种基于现场扫描的3D打印机，所述系统包括激光雷达模块和3D打印机模块；所述激光雷达模块包括微控制单元，微控制单元连接激光雷达无线传输单元、电动云台、发射单元和接收单元；所述3D打印模块包括3D打印机中央处理器，3D打印机中央处理器连接3D打印机无线传输单元、存储单元、图像处理单元、3D建模单元、控制单元、驱动单元和显示单元；本发明的有益效果是，激光发射雷达是便携式的，围绕对象周围布置即可采集；激光雷达不限时间、地点、天气采集数据，通过WiFi甚至4G远程传输给3D打印机。

技术领域

本发明涉及3D打印机领域，尤其是涉及一种基于现场扫描的3D打印机。

背景技术

3D打印机又称三维打印机(3DP)，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。3D激光雷达是一个涉及到多方向多领域的综合型成像雷达。利用激光的方向性、相干性、单色性和红外的全天候等特性，3D激光雷达成像系统在地质探测、导弹跟踪、航空航天等民用或军事领域广泛应用。

但是目前的3D打印扫描设备多为固定，比扫描仪大的对象是无法塞进去扫描的，所以本发明采用通过便携式的多个可以移动的激光发射雷达，围绕摆在被测量物体的周围即可采集数据，利用图像处理技术来实现便捷地采集对象的3D数据。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于现场扫描的3D打印机。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于现场扫描的3D打印机，所述系统包括激光雷达模块和3D打印机模块；所述激光雷达模块包括微控制单元，微控制单元连接激光雷达无线传输单元、电动云台、发射单元和接收单元；所述3D打印模块包括3D打印机中央处理器，3D打印机中央处理器连接3D打印机无线传输单元、存储单元、图像处理单元、3D建模单元、控制单元、驱动单元和显示单元；

所述微控制单元用于控制激光发射过程中激光的发射和接收的方向、时间，所述微控制单元用于推送接收单元的数据到3D打印机中央处理器；

所述电动云台用于控制激光的发射和接收方向；

所述激光雷达无线传输单元和3D打印机无线传输单元用于激光雷达模块和3D打印机模块的数据传输；

所述3D打印机中央处理器用于控制3D打印机的数据处理过程和机械结构的控制；

所述3D打印机的机械结构的控制包括有打印原料的温度的控制和步进电机的控制；

所述存储单元用于存储激光雷达模块返回的数据；

所述3D建模单元用于把图像处理单元处理后的数据转换成3D模型；

所述显示单元用于显示3D模型和3D打印机工作状态；

所述驱动单元用于把3D打印机中央处理器的电平信号转换成打印材料的加热控制信号和步进电机的角位移；

所述控制单元输出电平信号用于控制打印机机械结构的控制。

进一步，所述激光雷达无线传输单元和3D打印机无线传输单元安装有WiFi/4G无线传输模式。

进一步，所述电动云台、发射单元和接收单元通过RS485串口线连接微控制单元；所述3D打印机中央处理器通过RS232串口连接显示单元、驱动单元和控制单元。

进一步，所述3D打印机中央处理器通过SPI总线连接存储单元、图像处理单元和3D建模单元。

进一步，所述发射单元为一字线激光器，所述接收单元为高清摄像头，所述微控制单元为AVR单片机。

进一步，所述发射单元出口加装滤光片，用于保留激光器发射波长的光线进入。