[发明专利]一种用于3D打印的多级机械手臂控制方法、电子设备和储存介质

说明书

本发明涉及一种用于3D打印的多级机械手臂控制方法、电子设备和储存介质，所述方法包括以下步骤：步骤1、确定激光测距仪阵列的第一坐标系，构建打印基面与第一坐标系的坐标系统，进一步构建打印基面在第一坐标系下的形貌方程；步骤2、将打印基面在第一坐标系下的形貌方程转换为在第二坐标系下的形貌方程，得到多级机械手臂的规划打印路径；步骤3、多级机械手臂根据规划打印路径进行混凝土打印施工，同时激光测距仪阵列持续获取打印施工区域内待打印基面及已经打印施工完成结构表面形貌信息，并在控制功能模块中完成打印基面坐标信息和多级机械手臂打印路径的迭代和更新。与现有技术相比，本发明具有适应性强、精确度高等优点。

技术领域

本发明涉及机械控制技术领域，尤其是涉及一种用于3D打印的多级机械手臂控制方法、电子设备和储存介质。

背景技术

到目前为止，国内建筑业依然是以劳动密集型为主的传统行业，当数字化、信息化已经成为必然，且已经深切地改变其他行业时，建筑业却依然保持着传统的粗犷性建造模式。

3D打印技术经过多年的发展已经广泛的用于各行各业。近年来，鉴于3D打印技术本身具有的数字化设计、智能化控制和增材建造等属性，与国内建筑行业领域技术发展方向极为契合，因此得到了深入的研究和快速的发展。

通过资料调研了解到，在3D打印技术中，对于打印机机头运动支撑体系有多种，比较普遍是导轨型和机械手臂型，他们共同的特点是让打印机头在预先设定的轨迹移动，这也就使得在某一打印作业阶段打印材料的输出的量都是相同的。这种模式无法适用于非平面基面作为起始打印作业面的3D打印施工，或者影响3D打印施工优势的发挥。特别是在山岭隧道初期支护结构施工中，初期支护与周边围岩贴合的围岩表面通常都是凸凹不平的，相对于目前现有3D打印作业对基面的要求相去甚远，差距较大。按照山岭隧道的这种施工环境条件，传统的3D打印技术是难以开展施工作业。

因此，本发明拟提供一种新型3D打印运动模式的控制方法，以期能够在3D打印中实现打印机头更为先进和精细化的控制模式和3D打印技术更广泛的适用性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在打印机机头运动支撑体系主要是导轨型和机械手臂型，共同的特点是让打印机头在预先设定的轨迹移动，使得在某一打印作业阶段打印材料的输出量是相同的，无法适用于非平面基面作为起始打印作业面的3D打印施工，影响3D打印施工优势的挥的缺陷而提供一种用于3D打印的多级机械手臂控制方法、电子设备和储存介质。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于3D打印的多级机械手臂控制方法，该方法通过打印基面形貌量测功能模块、多级机械手臂功能模块以及控制功能模块来完成，所述打印基面形貌量测功能模块包括激光测距仪阵列，所述激光测距仪阵列固定在多级机械手臂上，所述方法包括以下步骤：

S1：确定激光测距仪阵列的第一坐标系，量测激光测距仪测定与打印基面的对应距离，构建打印基面与第一坐标系的坐标系统，进一步构建打印基面在第一坐标系下的形貌方程；

S2：确定多级机械手臂的第二坐标系，将打印基面在第一坐标系下的形貌方程转换为在第二坐标系下的形貌方程，得到多级机械手臂的规划打印路径；

S3：多级机械手臂根据规划打印路径进行混凝土打印施工，同时激光测距仪阵列持续扫描打印基面形貌信息，获取打印施工区域内待打印基面及已经打印施工完成结构表面形貌信息，并在控制功能模块中完成打印基面坐标信息和多级机械手臂打印路径的迭代和更新。

进一步地，所述打印基面形貌量测功能模块还包括数据采集器，所述数据采集器连接激光测距仪阵列和控制模块，步骤S1的具体过程包括：