一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划方法及装置

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划方法及装置。

背景技术

3D(three-dimensional)打印机又称三维打印机，其以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物体。

利用“熔积成型”技术的3D打印机，是通过在打印挤出头内熔化塑料，当塑料纤维沉积后形成薄层。打印挤出头通过驱动机构驱动，打印挤出头上设有喷出粘合材料的螺杆，打印挤出头的运动速度(即打印速度)决定打印时间，螺杆转速决定粘合材料的喷出量。

打印喷头喷出在挤出熔体时使用口模前端擦过熔体表面对其进行碾压定型，仅使用口模擦过无法对打印件的层间结合段进行增强，打印件强度往往不高。为此，申请人提出使用转动设备对所述打印件的层间结合段进行滚压，但现有技术中缺少跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹的规划方法。

发明内容

本申请实施例通过提供一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划方法及装置，解决了现有技术中缺少跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹的规划方法的技术问题。

为了解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供了一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划方法，所述方法包括：

基于所述打印喷头的打印轨迹，获得基准方向；

获得所述打印轨迹上任意一点的向量沿第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度；

基于所述旋转角度，获得所述转动设备的转动方向和转动角度；

基于所述打印轨迹、所述转动方向和所述转动角度，获得所述转动设备的运动轨迹。

进一步的，所述的基准方向是X轴方向。

进一步的，所述的获得所述打印轨迹上任意一点在所述打印轨迹上的向量沿第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度具体为：

获得所述打印轨迹在XY平面上的打印轨迹投影；

获得所述打印轨迹上任意一点在所述XY平面上的投影沿着所述打印轨迹投影的所述向量；

获得各所述向量沿所述第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度。

进一步的，所述的基于所述旋转角度，获得所述转动设备的转动方向和转动角度具体为：

对于所述打印轨迹投影上的任意第n个点，n＞1，且n为整数：

若旋转角度a

若旋转角度a

若旋转角度a

进一步的，所述的第一反向为逆时针方向，

进一步的，所述的第二方向为顺时针方向。

第二方面，本申请实施例还提供了一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划装置，所述装置包括：

第一获得单元，所述第一获得单元用于基于所述打印喷头的打印轨迹，获得基准方向；

第二获得单元，所述第二获得单元用于获得所述打印轨迹上任意一点的向量沿第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度；

第三获得单元，所述第三获得单元用于基于所述旋转角度，获得所述转动设备的转动方向和转动角度；

第四获得单元，所述第四获得单元用于基于所述打印轨迹、所述转动方向和所述转动角度，获得所述转动设备的运动轨迹。

进一步的，所述第二获得单元包括：

第五获得单元，所述第五获得单元用于获得所述打印轨迹在XY平面上的打印轨迹投影；

第六获得单元，所述第六获得单元用于获得所述打印轨迹上任意一点在所述XY平面上的投影沿着所述打印轨迹投影的所述向量；

第七获得单元，所述第七获得单元用于获得各所述向量沿所述第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度。

第三方面，本申请实施例还提供了一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

基于所述打印喷头的打印轨迹，获得基准方向；

获得所述打印轨迹上任意一点的向量沿第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度；

基于所述旋转角度，获得所述转动设备的转动方向和转动角度；

基于所述打印轨迹、所述转动方向和所述转动角度，获得所述转动设备的运动轨迹。

第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

基于所述打印喷头的打印轨迹，获得基准方向；

获得所述打印轨迹上任意一点的向量沿第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度；

基于所述旋转角度，获得所述转动设备的转动方向和转动角度；

基于所述打印轨迹、所述转动方向和所述转动角度，获得所述转动设备的运动轨迹。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例通过基于所述打印喷头的打印轨迹，获得基准方向；获得所述打印轨迹上任意一点的向量沿第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度；基于所述旋转角度，获得所述转动设备的转动方向和转动角度；基于所述打印轨迹、所述转动方向和所述转动角度，获得所述转动设备的运动轨迹，解决了现有技术中缺少跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹的规划方法的技术问题，所述的转动设备按照所述的运动轨迹运动，使得所述转动设备可以紧跟在所述打印喷头后面转动，从而及时滚压密实打印件的层间结合段，实现了提高打印件质量的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例中一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中另一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划装置的结构示意图。

附图标记说明：第一获得单元11，第二获得单元12，第三获得单元13，第四获得单元14，总线300，接收器301，处理器302，发送器303，存储器304，总线接口306。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划方法及装置，解决了现有技术中缺少跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹的规划方法的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请提供的技术方案总体思路如下：通过基于所述打印喷头的打印轨迹，获得基准方向；获得所述打印轨迹上任意一点的向量沿第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度；基于所述旋转角度，获得所述转动设备的转动方向和转动角度；基于所述打印轨迹、所述转动方向和所述转动角度，获得所述转动设备的运动轨迹，解决了现有技术中缺少跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹的规划方法的技术问题，所述的转动设备按照所述的运动轨迹运动，使得所述转动设备可以紧跟在所述打印喷头后面转动，从而及时滚压密实打印件的层间结合段，实现了提高打印件质量的技术效果。

下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

图1是本申请一实施例提供的一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：

步骤110：基于所述打印喷头的打印轨迹，获得基准方向；

具体的，3D打印机在进行打印之前，都会提前设置好打印轨迹，所述的打印喷头沿着所述打印轨迹移动，从而使得打印材料形成所需打印工件。基于所述打印喷头的打印轨迹，获得基准点(原点)和所述基准方向(零向量)，一般来讲，所述基准点是所述打印轨迹的终点，所述的基准方向可以是打印坐标(建立打印模型的坐标)的x轴方向或其他方向，且所述基准方向顺时针绕所述基准点可以旋转0°～359.999°。

在本实施例中，所述的转动设备跟随所述打印喷头之后并沿着所述打印轨迹运动，且所述的转动设备自身可以转动，从而碾压密实打印工件。

步骤120：获得所述打印轨迹上任意一点的向量沿第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度；

进一步的，所述的步骤120具体为：

步骤121：获得所述打印轨迹在XY平面上的打印轨迹投影；

步骤122：获得所述打印轨迹上任意一点在所述XY平面上的投影沿着所述打印轨迹投影的所述向量；

步骤123：获得各所述向量沿所述第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度an。

进一步的，所述的第一方向是逆时针方向。

步骤130：基于所述旋转角度，获得所述转动设备的转动方向和转动角度；

具体的，基于所述打印轨迹上的任意一点的所述转动角度，获得所述打印轨迹上与该点所对应的转动方向和转动角度。

进一步的，所述步骤130具体为：

对于所述打印轨上的任意第n个点，n＞1，且n为整数(例如n为2、3、4…)：

若旋转角度a

若旋转角度a

若旋转角度a

对于所述打印轨迹上的第一个点(即打印轨迹的起始点)，若a

进一步的，所述的第二方向为顺时针方向。

步骤140：基于所述打印轨迹、所述转动方向和所述转动角度，获得所述转动设备的运动轨迹。

具体的，所述转动设备沿着所述打印轨迹移动，并在沿着所述打印轨迹移的过程中，按照所述打印轨迹上每个点对应的转动角和转动方向转动，从而实现了所述转动设备对所述打印喷头的自转式跟踪运动。

本申请实施例通过基于所述打印喷头的打印轨迹，获得基准方向；获得所述打印轨迹上任意一点的向量沿第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度；基于所述旋转角度，获得所述转动设备的转动方向和转动角度；基于所述打印轨迹、所述转动方向和所述转动角度，获得所述转动设备的运动轨迹，解决了现有技术中缺少跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹的规划方法的技术问题，所述的转动设备按照所述的运动轨迹运动，使得所述转动设备可以紧跟在所述打印喷头后面转动，从而及时滚压密实打印件的层间结合段，实现了提高打印件质量的技术效果。

实施例二

基于与前述实施例中一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划方法同样的发明构思，本发明还提供一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划装置，如图2所示，所述装置包括：

第一获得单元11，所述第一获得单元11用于基于所述打印喷头的打印轨迹，获得基准方向；

第二获得单元12，所述第二获得单元12用于获得所述打印轨迹上任意一点的向量沿第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度；

第三获得单元13，所述第三获得单元13用于基于所述旋转角度，获得所述转动设备的转动方向和转动角度；

第四获得单元14，所述第四获得单元14用于基于所述打印轨迹、所述转动方向和所述转动角度，获得所述转动设备的运动轨迹。

进一步的，所述第二获得单元12包括：

第五获得单元，所述第五获得单元用于获得所述打印轨迹在XY平面上的打印轨迹投影；

第六获得单元，所述第六获得单元用于获得所述打印轨迹上任意一点在所述XY平面上的投影沿着所述打印轨迹投影的所述向量；

第七获得单元，所述第七获得单元用于获得各所述向量沿所述第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度。

前述图1实施例一中的一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹获取装置，通过前述对一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹获取装置的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

实施例三

基于与前述实施例中一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划方法同样的发明构思，本发明还提供一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹获取装置，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文所述一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划方法的任一方法的步骤。

其中，在图3中，总线架构(用总线300来代表)，总线300可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线300将包括由处理器302代表的一个或多个处理器和存储器304代表的存储器的各种电路链接在一起。总线300还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口306在总线300和接收器301和发送器303之间提供接口。接收器301和发送器303可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。

处理器302负责管理总线300和通常的处理，而存储器304可以被用于存储处理器302在执行操作时所使用的数据。

实施例四

基于与前述实施例中一种跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹规划方法同样的发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

基于所述打印喷头的打印轨迹，获得基准方向；

获得所述打印轨迹上任意一点的向量沿第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度；

基于所述旋转角度，获得所述转动设备的转动方向和转动角度；

基于所述打印轨迹、所述转动方向和所述转动角度，获得所述转动设备的运动轨迹。

在具体实施过程中，该程序被处理器执行时，还可以实现实施例一中的任一方法步骤。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本申请实施例通过基于所述打印喷头的打印轨迹，获得基准方向；获得所述打印轨迹上任意一点的向量沿第一方向旋转至与所述基准方向相平行的旋转角度；基于所述旋转角度，获得所述转动设备的转动方向和转动角度；基于所述打印轨迹、所述转动方向和所述转动角度，获得所述转动设备的运动轨迹，解决了现有技术中缺少跟踪打印喷头的转动设备的运动轨迹的规划方法的技术问题，所述的转动设备按照所述的运动轨迹运动，使得所述转动设备可以紧跟在所述打印喷头后面转动，从而及时滚压密实打印件的层间结合段，实现了提高打印件质量的技术效果。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。