[发明专利]可快速生成三维可变实体模型的装置及方法

说明书

本发明提出了可快速生成三维可变实体模型的装置及方法，包括柱状单元、伺服马达轴、可编程逻辑控制器、触控屏；其中，所述触控屏用于获取三维点阵数据，并将所述数据上传至所述可编程逻辑控制器，由所述可编程逻辑控制器根据所述数据对所述伺服马达轴进行控制，所述柱状单元在所述伺服马达轴的作用下进行移动并停留，构建出三维模型；规避了现有技术的缺点，提高了三维模型的生成效率，柱状单元复位后还可以重复使用，避免材料浪费。

技术领域

本发明涉及可变模型技术领域，更具体地说是涉及可快速生成三维可变实体模型的装置及方法。

背景技术

实体模型是一个三维的三角网数据，通常定义实体模型是在三角形所确定三个数据点数据的基础上，由一组通过空间位置，在不同平面内的线相互连接而成的，实体模型是建立三维模型的基础，实体等比缩放三维模型是城市设计、建筑设计方案表达的一个主要方法。

一般的，作为设计方案表现的实体模型均采用传统方案生成，均为静态模型，制作传统设计方案模型需要至少一天的时间，并且通过手工切割及粘合，制作过程耗费时间较长，若有多个设计方案时，每个方案均需要制作对应的模型，由此可见，传统模型的制作效率低、材料浪费现象较为明显。

因此，如何设计一种可快速生成和复位的三维模型的可变实体模型，以实现快速生成三维城市设计、建筑设计模型，并可以通过输入不同设计方案实现重复利用，提高实体模型的制作效率，同时减少材料浪费，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，为了实现三维实体模型的可多次重复形成、可变性以及形成的快速性，减少材料浪费以及减少形成时间，通过设置Z轴推动机构来推动用来形成实体空间模型的若干个柱状单元，使柱状单元上升到与预期模型对应的形状相同的位置，本申请公开了以下技术方案。

一方面，本申请公开了一种可快速生成三维可变实体模型的装置，包括设有多个通孔的插盘，贯穿所述插盘上的通孔的多个柱状单元，至少一个Z轴推动机构，可编程逻辑控制器，以及触控屏；其中，所述触控屏用于获取用户输入的三维点阵数据，并将所述点阵数据上传至所述可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器用于根据所述点阵数据驱动相应地所述Z轴推动机构进行升降动作，所述Z轴推动机构用于受控进行升降动作以推动相应的柱状单元上升至与所述点阵数据相对应的高度，通过各柱状单元的起伏形成三维实体空间模型。

该装置可以通过Z轴推动机构同时推动若干个对应点位的柱状单元，提升了构建三维模型的效率，并且，通过可编程逻辑控制器进行控制，有利于使柱状单元的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入的三维点阵数据的任意变化进行自动控制，另外，通过插盘对柱状单元进行水平方向的限位，使柱状单元的移动方向保持竖直。

在一种可能的实施方式中，该装置还包括X轴移动机构，所述X轴移动机构与各所述Z轴推动机构连接，用于带动各所述Z轴推动机构沿X轴方向移动并依次经过X轴方向的各柱状单元，以使所述Z轴推动机构推动相应的柱状单元上升。

在一种可能的实施方式中，该装置还包括Y轴移动机构，所述Y轴移动机构与所述X轴移动机构以及各所述Z轴推动机构连接，用于带动各所述Z轴推动机构沿Y轴方向移动并依次经过Y轴方向的各柱状单元，以使所述Z轴推动机构推动相应的柱状单元上升。

在一种可能的实施方式中，所述X轴移动机构包括多个互相平行的X轴导轨，安装于所述多个X轴导轨上的X轴承载板，以及多个用于同步驱动所述X轴承载板沿所述X轴导轨移动的X轴驱动马达；

所述Y轴移动机构包括安装于所述X轴移动机构移动部上的多个互相平行的Y轴导轨，安装于所述多个Y轴导轨上的Y轴承载板，以及多个用于同步驱动所述Y轴承载板沿所述Y轴导轨移动的Y轴驱动马达。

在一种可能的实施方式中，所述柱状单元包括位于上部的塑料方柱以及与所述塑料方柱连接的位于下部的内插钢钎；其中，所述柱状单元呈矩阵形式排列。