[发明专利]一种液体空间打印装置及其工作方法

说明书

本发明属于3D打印领域，公开了一种液体空间打印装置及其工作方法。该装置包括：喷嘴阵列面板、恒压调节器、开关控制器、集液器、储液器和泵液器；其中，喷嘴阵列面板设于集液器上方，与集液器之间形成打印空间；泵液器用于将储液器中的液体泵入喷嘴阵列面板；恒压调节器设于各个自动喷嘴与泵液器之间，用于统一或独立调节各个自动喷嘴的液压；集液器用于收集下落的液体，并输送至储液器；开关控制器用于独立控制各个自动喷嘴的启闭动作，从而由喷射的液体颗粒在打印空间内下落时组成三维液体图形。本发明的装置及其工作方法，直接利用视觉暂留现象在空间中由液体颗粒形成三维图像，实现三维水幕的动态放映，实现全方位观看。

技术领域

本发明属于3D打印领域，涉及一种液体空间打印装置及其工作方法，更具体地，涉及一种基于机器视觉快速三维重构技术的液体空间打印装置及其工作方法。

背景技术

水幕技术是一种通过中心计算机控制阀门的快速打开和关闭，形成作为像素的下降水段，进而显示图案和文本的技术，可以说是一种二维打印技术，具有极强的视觉体验和冲击。随着人们生活质量和需求的提高，该技术未来的应用价值会很大，目前正处于产品化的阶段，但仍然存在以下问题：

1)二维平面只适合于简单图形和文本的展示，视觉体验范围受限制，难以给予观赏者全方位角度不同的感观感受；

2)只能展示既定已输入的代码，显示静态的图像，变化较少，较为单调，不能像动画一样实时展示动态图像，交互性和体验感较差；

3)大多数水幕图案的展示过于依赖光影的渲染，故将水幕展示时间局限于夜晚，而没有注意由液体形成的下降水段自身的图形构造作用。

3D打印技术是一种直接从数字模型制造三维结构的增材制造技术，它起源于20世纪80年代，融合了信息技术、机电控制技术、材料科学技术等诸多学科的前沿技术，目前已经成功运用于航空航天、汽车、生物医药等行业。假如能将水幕技术与3D打印技术结合，将能够为传统的装饰性二维水幕带来革命性的升级。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种液体空间打印装置及其工作方法，其目的在于，基于人眼的视觉暂留现象，通过3D打印设备的改进，利用间断的液体颗粒阵列组成三维动态液体图像，实现三维水幕的动态放映，可以展示三维动态影像，实现全方位观看。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种液体空间打印装置，包括液滴喷挤模块和液体循环模块；

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

液体循环模块包括集液器、储液器和泵液器；

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

进一步地，集液器包括从上至下设置的粗滤层、精滤层、聚集层；收集的液体依次经粗滤层、精滤层进行粗滤、精滤后，由聚集层聚集流入储液器。

进一步地，液体循环模块还包括消毒器，用于对收集的液体进行消毒。

进一步地，还包括高频闪光灯和声光渲染器，高频闪光灯和声光渲染器设于打印空间周围，以对下落的液体颗粒进行声光渲染。

进一步地，还包括图像处理模块，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可识别及执行的开关信号。