发明名称 一种物体表面立体信息再现方法
摘要 一种物体表面立体信息再现方法属于成型技术领域。主要包括物体表面信息的测取、处理及记录、复制成特定材料的立体样品或立体阴型,其特征是温度可以调节控制的电热触头在热接触退让性材料上通过执行机构按已取得的立体表面信息做三维方向相互运动留下触头的运动轨迹,这种在热接触退让性材料上被记录的轨迹可做为物体表面信息的再现品,也可做消失型模具,从物体表面信息测取得到再现样品可以采用机械和自动化方法。本法能复制模具、生物标本、雕塑制品。
申请公布号 CN1153691A 申请公布日期 1997.07.09
申请号 CN96100025.2 申请日期 1996.01.03
申请人 郭树中 发明人 郭树中
分类号 B23Q35/12 主分类号 B23Q35/12
代理机构 北京市机械工业专利事务所 代理人 王运善
主权项 1.一种物体表面立体信息再现方法,主要包括物体表面立体信息 测取、信息处理及记录、复制成特定材料的立体样品或立体阴型、 其特征是可以调节控制的电热触头在特定的热接触退让性材料上 通过执行机构按已取得的原物体立体表面立体信息做三维座标方 向的相互运动留下电热触头的运动轨迹,这种在特定的热接触退让 性材料上记录的轨迹可做为原物体表面立体信息的再现样品,也可 以做消失型铸造模具,从原物体表面立体信息的测取到最后得到原 物体立体信息的再现样品具体可通过第一种方法,该方法是在有原 立体样品的条件下,从原立体表面信息的测取到直接复制出特定热 接触退让性材料的立体再现样品或立体阴型不需要中间环节,只能 不间断地一次得到原物体表面立体信息再现的样品的机械方法,该 方法利用三维座标方向运动机构对原物体进行行、点扫描,测取原 物体触头的运动轨迹,用机械的方式直接传递到电热触头上,电热 触头的运动轨迹被记录在特定热接触退让性材料上,就得到了物体 再现样品和立体阴型,这种再现样品可做为消失型铸造模具。该法 操作过程为原物体[24]被夹具夹紧在有主动旋转分度的机构[23] 上,泡沫塑料板固定在对称一侧的工作台[30]上,另一个圆柱型泡 沫塑料被夹紧在被动旋转分度机构[27]上,与机械绘图头[25]一端 固定的测取触头[22]和电热执行触头[21]为一整体,由于机械绘图 头利用平行四边形原理,测取触头[22]能保持在任何位置时与X轴 平行,操纵机械头[25]控制测取触头[22]的头端部永远与原物体[ 24]保持接触并沿XY平面扫描原物体[24],此时电热触头[21]与测 取触头[22]的运动轨迹一致,电热触头[21]接触到泡沫塑料板后熔 掉被接触的部分,留下没被熔掉的部分,一个断面扫描完成后操纵 XY平面扫描工作台Z向座标移动机构[33]使工作台[32]移动一个预 定值,再对这个断面重复扫描,当逐层扫描完成后,能在泡沫塑料板 上得到一个原物体立体的半个阴型[29],这样就完成了物体表面立 体信息的一种再现,同样操纵机械绘图头[25]使测取触头[22]保持 与原物体[24]表面接触并沿XY平面通过其旋转轴心的断面轮廓对 原物体[24]扫描,同时电热触头[26]接触泡沫塑料圆柱材料[28]上 的部分被熔掉,一个断面扫描完成后操纵主动及被动旋转分度机构 [23]和[27]同步旋转一个预定角度,对下个断面扫描,重复操作到 原物体[24]旋转一周,最后得到一个立体样品[28],实现了物体表 面立体信息的再现。图4是另一种机械的物体表面立体信息再现方 法。操作过程为:原样品类球状物体48被夹紧机构51固定在主动旋 转分度机构47上,泡沫塑料球状材料50也被固定在夹紧机构51上、 主动旋转分度机构47上,测取触头46和电热执行触头43被连接在平 行四边形工作架44上,平行四边形工作架44同机械绘图头45相连接, 测取触头和电热执行触头能在导向滑块42中做相对平动运动,导向 滑块42在圆环导向机构49上可做围绕中心点的圆弧运动,41是XY平 面基准扫描工作台,微机附件鼠标器52和连接导线53同平行四边形 工作架44连接在一起,工作状态时操纵绘图头44使测录触头46与样 品48保持接触,并沿导向圆环49对样品48进行XY平面扫描,电热执 行触头的运动轨迹与测录触头的运动轨迹是一致的,电热执行触头 43把测取触头46的运动轨迹记录在特定材料50上,每扫描完成一个 平面轮廓,操纵主动分度机构47,使其旋转一个预定值角度,然后对 这个平面的样品轮廓进行扫描,重复扫描到旋转360后就可得到原 样品48的立体复制品50;同时,鼠标器与工作台平面摩擦,鼠标器的 运动轨迹同测取触头的运动轨迹在XY方向上的变化值成函数关系, 这样样品48的表面状态立体宏观信息通过测取触头46,平行四边形 工作架44,鼠标器52和连接导线53被输入计算机内,存储于磁盘中; 这组信号经过处理,可以得到一组样品48的表面立体三维信息数字 图。从原物体表面立体信息的测取到最后得到原物体立体信息的 再现样品具体可通过第二种方法,该方法是在有原立体样品的条件 下,从信息的测取、信息的处理、记录、储存、传递、输入、信息 的处理执行到得到特定热接触退让性材料的立体样品或立体阴型 的物体表面立体信息再现的自动机械化方法,该方法可以不间断地 一完成,也可以各单元分别完成,最后得到立体样品或立体阴型,该 法操作过程是由摄影机[1]对原物体[2]进行立体拍照,计算机[4] 对底片经过解析处理得到物体的数字座标信息,具有二维座标方向 运动的自动绘图机[5]执行计算机[4]的指令对物体[2]从一端向另 一端进行轮廓扫描,绘图机[5]的笔架的运动轨迹通过触头架[7]传 递到电热触头[8],电热触头[8]的XY座标方向的运动轨迹被记录在 特定热接触退让性材料[10]上,激光测距仪[6]对触头[9]在材料[ 10]上留下的轨迹进行监测,激光测距仪所得到的信息与计算机内 存信息进行比较,反馈回来的信号将通过计算机对绘图机[5]的笔 架运动状态进行修正以得到与物体的原测绘值趋向一致的轨迹,断 层轮廓扫描每完成一次,这个信号被放大用来驱动传动装置使装有 材料[10]的工作台[8]在Z座标方向上产生移动并与绘图机[5]扫描 下一个断层同步,电热触头接触到材料[10]上的部分被熔掉、留下 没被熔掉部分,这样对物体[2]按预定程序逐层扫描,最终可在热接 触退让性材料[10]上得到半个阴型,如果把计算机内的座标翻转则 可得到物体[2]的半个阳型,按同样的办法可得物体[2]的另半个阴 型和阳型,这样就得到了原物体[2]的再现样品或做为消失型模具 的模型,如果采用具有XY轴向移动的绘图机[5]及装有材料[10]的 工作台的极座标系统,工作台旋转机构的极座标系的原点轴与绘图 机上的笔架处于同一平面内并与X轴平行,热接触退让性材料[10] 固定在旋转轴上,轴的旋转角度与机算机扫描断层同步,重复对通 过轴心断层扫描就得到物体[2]表面信息再现的全立体样品或做为 消失型模具的模型。如果采用具有XY轴运动的绘图机5及装有材料 10的球状极座标系统工作台,工作台具备Z轴旋转和X轴旋转功能, 球座标系的原点在绘图笔架的平面内,X轴Z轴的旋转与计算机扫描 的断层平面同步,重复扫描就能得到原样品2的表面信息再现的全 立体样品,这种方法处理类球状样品比较简便。
地址 100031北京市西城区西小栓胡同1号旁门