[发明专利]一种液体空间打印装置及其工作方法

权利要求书

1.一种液体空间打印装置，包括液滴喷挤模块、液体循环模块(4)、图像处理模块(8)，其特征在于：

液滴喷挤模块包括喷嘴阵列面板(1)、恒压调节器(2)以及开关控制器(3)；喷嘴阵列面板设有多个自动喷嘴组成的自动喷嘴阵列；

液体循环模块(4)包括集液器、储液器(17)和泵液器(18)；

其中，喷嘴阵列面板(1)设于集液器上方，与集液器之间形成打印空间；泵液器(18)用于将储液器(17)中的液体泵入喷嘴阵列面板(1)；恒压调节器(2)设于各个自动喷嘴(11)与泵液器(18)之间，用于统一或独立调节各个自动喷嘴(11)的液压；集液器用于收集下落的液体，并输送至储液器(17)；开关控制器(3)用于独立控制各个自动喷嘴(11)的启闭动作，从而由喷射的液体颗粒在打印空间内下落至预定位置时组成三维液体图形；

图像处理模块(8)用于将三维模型切割为体像素颗粒，然后将每个体像素颗粒转换为开关控制器(3)可识别及执行的开关信号；

将三维模型切割为体像素颗粒的方法如下：

(1)按照需要三维模型在打印空间中显示的位置，将三维模型在打印空间的上、下端面的垂直投影面，分别作为三维模型的上、下参考基准面，上、下参考基准面之间的空间即为需要被切割的工作空间；

(2)按照上参考基准面内自动喷嘴(11)的排布，将工作空间切割为与上参考基准面内自动喷嘴(11)位置及数量对应的竖直长条空间；根据开关控制器(3)的控制信号频率及液体颗粒下落的加速度，计算液体颗粒在指定时间间隔下，每个时间点对应的下落高度，得到多个高度不等的水平面，从而将工作空间从上至下划分为高度逐渐增大的多个水平层，并将每个竖直长条空间从上至下划分为高度逐渐增大的多个长条形体颗粒；

将每个体像素颗粒转换为开关控制器(3)可识别及执行的开关信号的方法如下：

(3)根据待显示的三维模型在工作空间中显示的位置，判断每个长条形体颗粒的体积与三维模型体积的关系，如果三维模型占据某个长条形体颗粒体积的比例达到预设值及以上，则将该长条形体颗粒对应的自动喷嘴的控制信号记为1，否则记为0，从而得到每一层长条形颗粒对应的由0和1组成的开关信号矩阵；其中，自动喷嘴默认为关闭状态，1表示对应位置的自动喷嘴(11)启闭一次，0表示对应位置的自动喷嘴(11)无动作。

2.如权利要求1所述的一种液体空间打印装置，其特征在于，集液器包括从上至下设置的粗滤层(13)、精滤层(14)、聚集层(15)；收集的液体依次经粗滤层(13)、精滤层(14)进行粗滤、精滤后，由聚集层(15)聚集流入储液器(17)。

3.如权利要求2所述的一种液体空间打印装置，其特征在于，液体循环模块(4)还包括消毒器(16)，用于对收集的液体进行消毒。

4.如权利要求1所述的一种液体空间打印装置，其特征在于，还包括高频闪光灯(7)和声光渲染器(6)，高频闪光灯(7)和声光渲染器(6)设于打印空间周围，以对下落的液体颗粒进行声光渲染。

5.如权利要求1所述的一种液体空间打印装置，其特征在于，还包括图像捕捉模块，用于捕捉目标对象的照片或视频，然后输入图像处理模块(8)；图像处理模块还用于根据输入的照片或视频建立三维模型，其中，对于视频，则按时间顺序分解为多个帧并建立每个帧对应的三维模型。

6.如权利要求5所述的一种液体空间打印装置，其特征在于，图像捕捉模块还包括触发开关(9)，触发开关(9)用于检测是否有目标对象(20)进入拍摄区域，并在有目标对象(20)进入拍摄区域时触发，启动照片或视频捕捉。

7.如权利要求5所述的一种液体空间打印装置的工作方法，其特征在于，先将三维模型切割为体像素颗粒，再将每个体像素颗粒转换为开关控制器(3)可识别及执行的开关信号，然后由开关控制器(3)根据接收到的开关信号独立控制各个自动喷嘴(1)的启闭，从而得到与三维模型中的每个体像素颗粒对应的液体颗粒，在打印空间中呈现出由液体颗粒组成的三维模型。