CN103534038A - 总体在表面上再现图像或图形图案的设备和对应的方法 - Google Patents

Abstract

总体在大表面上再现图像或图形图案的设备，包括相对于支承框(12)沿至少一个方向移动的至少印刷系统(14)；光学观察系统(100)，该光学观察系统与所述支承框(12)关联并能识别已执行的图像部分的定位并观察在执行所述图像部分的步骤中附着的可能的基准标记从而实现设备的正确定位以执行接下来必须被执行的毗邻图像部分。

Description

总体在表面上再现图像或图形图案的设备和对应的方法

发明领域

本发明涉及总体在例如但不仅限于墙壁、帆布或其它的大表面上再现图像或图形图案——不管这些表面的取向如何——的设备和对应方法。

本发明特别(但并非排它地)适用于室内、大楼的立面、交通工具、地板的装饰，用于在例如重建工作中大致在诸如水泥墙壁、砌砖、塑料、玻璃、陶瓷和瓷砖、金属、木材等任何材料的表面上作出一些指示。

背景技术

为了修饰和个性化例如大楼的内壁或外壁、织物、帆布等的表面，再现图形图案的复杂性是众所周知的，所述图形图案例如为图像、作品、照片复印件、绘画、风景画、装饰等。

手动方案紧密地联系于各种能力并且缺乏可重复性和恒定的结果。

在现有技术中，已提出了一些部分自动化方案，其使用由通过计算机化控制单元提供命令的移动装置而移动的印刷系统。

例如，装置已知由笛卡尔式结构构成，例如具有x轴和y轴上的移动的框，该笛卡尔式结构使例如喷漆枪式的印刷系统沿要被涂画的表面移动，所述喷漆枪具有油墨喷射头、激光头或其它结构。

已知方案的一种劣势源自这样一个事实：装置的支承结构在所有经编程和要求的图像的印刷步骤期间是不移动的。

因此，当要再现的图像与所使用机器具有相同尺寸或比其更小时，这些方案是令人满意的，但如果图像的尺寸大于机器则不如此；或者，如果装置具有可比拟于图像尺寸的尺寸则装置复杂且庞大。

本发明的一个目的是提供一种设备和方法以使用有限尺寸的装置总体在非常大的表面上再现图像、作品、装饰或图形图案，由此简化在受限制的或难以到达的空间内的运输和使用。

另一目的是保证所再现的图像是高质量、可重复的、具有线条和图形图案的连续性、在各个部分之间具有不可察的接点、时间短并具有合理成本，并保证即使通过不是非常专门的人员也能容易地和熟练地完成。

申请人已对本发明作出构思、试验和具体化以克服现有技术的短处并获得这些和其它的目的和优势。

发明内容

本发明被陈述并归纳在独立权利要求中，而从属权利要求描述了本发明的其它特征或对主要创新性理念的变型。

根据前面的目的，本发明提供一种方法，其中拟被装饰、涂画或以其它方式修饰或改善的区域被划分成多个连续的子区域，这些子区域中的每一个被分配予拟被再现的图像或图形图案的一精确部分。

本发明也假设，在各区域的第一部分中已完成图像的再现之后，印刷仪器在每个场合被重新定位在毗邻位置，而不需要由操作者执行测量或观察并且不需要由操作者作出任何定位，并且在任何情形下确保一个接一个再现的图像的毗邻部分之间的绝对连续性和精确度。

根据本发明实施例的一种形式，前述方法中使用的设备包括印刷系统，例如印刷头、喷漆枪系统或其它现有技术中已知的结构，该印刷系统被安装在支承框上，支承框使其在平面上移动。

支承框根据需要具有可变的尺寸，但在本发明的精神内，其体积不庞大但易于运输、组装和保藏。在本发明的一种方案中，支承框是具有30和100厘米之间的边的方形或矩形。

在第一方案中，设备适于手动地使用，通过操作者保持在面向拟装饰的表面的位置并相距一适当的距离，以使印刷系统可作出装饰。

根据一变例，设备可关联于支承系统，例如三脚架、底座、标杆或类似物，该支承系统也是自移动式的。

根据本发明，支承框允许沿至少两根轴移动印刷系统，例如笛卡尔平面的轴x和轴y。

根据这个移动的执行，存在具有机动驱动器的至少两个系统，一个系统针对每个移动轴，籍此印刷系统被正确地定位以执行经编程的印刷。

根据本发明的设备也配有光学观察系统，例如配有一个或多个相机，或与相应的电光换能器关联的LED或激光器件。

光学系统例如允许识别已完成的图像部分的位置，并识别在图像的所述部分的执行中附着到墙壁、帆布或其它拟被装饰的结构的可能的基准标记，从而实现设备的正确定位以执行接下来拟作出的图像的毗邻部分。

整个设备接下来的定位可由操作者手动执行，被定位至光学系统指示基准标记已被识别并信令操作者例如将设备停靠在墙壁上以执行图像的下一部分的位置；在变化实施例中，设备的定位由移动可能的支承的系统来主宰，在可能的支承上安装有设备。

在本发明的实施例的一种形式中，设备也包括例如与支承框相联的用于检测倾斜的设备，该设备在开始印刷和/或印刷过程中检测框是否相对于拟被装饰的墙壁正确地定位，并可校正印刷系统的位置和驱动以保证即使存在支承框不被正确地定位的情况也能使图像部分正确地取向。

根据本发明，设备关联于调节和管理其功能的命令和控制单元。命令和控制单元包括至少存储器，该存储器一般包含多个图像、装饰、设计、风景画和图形图案的存档，用户可访问该存储器以选择拟被再现的图形图案。

命令和控制单元可包括或关联于获取图像的单元，例如扫描仪、相机或其它适当设备，以获得图像，该图像随后被适当分析，例如被放大，被再现在拟被装饰的表面上。

命令和控制单元也可包括命令接口，通过它操作者不仅可从存档中选择拟被再现的图像，也可以对图像进行修正，例如插入作品之类的内容，或可将两个或更多个图像组合在一起，或根据需要处理所选择的图像。

命令和控制单元也连接至印刷系统的支承框以根据拟被印刷的图像确定其在笛卡尔轴上的移动。

附图说明

本发明的这些和其它特征将从下面对实施例优选形式的描述变得明显，参照附图作为非限定例给出，在附图中：

图1示出根据实施例的一种形式的根据本发明的设备的后视图；

图2示出图1中的设备沿A-A线的截面；

图3示出图1中的设备的印刷系统的细节；

图4a、4b、4c和4d示出使用本发明的墙壁的一系列的装饰步骤。

为了便于理解，已使用相同的附图标记(只要可能)来表示附图中的相同部件。

具体实施方式

如图1和图2所示，用于再现图像10的设备包括支承框12，在本例中为正方形，其侧边等于大约50cm。在这里没有示出的一个方案中，支承框12可具有脚或小吸盘或类似特征以利于停靠在拟由操作者装饰的墙壁上，并在使用过程中增加其稳定性。

显然，图中所示的设备10无论是形状还是尺寸都仅是指示性的；尺寸可改变，尽管设备仍然是配置成主要手动使用的，由此其尺寸和重量使其在使用中通过操作者保持在位。

在这种情形下，附图中所示的设备10包括可沿第一导向件16在垂直方向“y”上在支承框内移动的印刷头14。

在说明书此处和之后篇章，方向垂直和水平参照图1的表示，但是显然设备10可与任何取向一起使用并且其各个边相对于水平或垂直方向倾斜。

印刷头14由蜗杆18穿过，该蜗杆18的两端连接至相应的支承20；支承20支承印刷头14并允许其转动。支承20均连接至带22(如图1所示)，带22允许支承20在水平方向“x”上沿第二导向件24移动。

印刷头14沿垂直方向的移动是通过蜗杆18可沿一个方向或另一个方向转动这一事实而产生的，该旋转运动由设置在两个支承件20之一内的第一驱动装置26决定，在这种情形下是下面一个支承件20。

为使两根带22旋转——这两根带22的其中一个位于第一水平侧而另一个位于框12的相对水平侧——以给予支承框12水平移动，使用第二驱动装置28，该第二驱动装置28连接至支承30，该支承30以将第二驱动装置28的转动传递至两根带22。

第一驱动装置26和第二驱动装置28的功能由控制单元40(图4a中示出)管理，该控制单元40借助电缆32连接至设备10。设备10可借助无线连接、蓝牙或任何其它类型连接至控制单元，这落在本发明的范围内。

为了确定设备10的倾斜以对拟由控制单元涂画的图像的取向实现可能的校正，在框12的一侧上设有三轴加速度计34。

显然，一个或多个加速度计34可被设置在支承框12的一个或多个相应侧上，这落在本发明的范围内。

如图3所示，印刷头14包括：具有相应颜料盒以涂画具有图像部分的墙壁200多个喷嘴102(例如五个：青色、品红色、黄色、白色和黑色)；以及光学检测系统100，用于使设备10移动以通过控制单元40确定已作业的一个或多个部分的位置，由此确定重新开始涂画墙壁200的点。

在图2所示的实施例的一种形式中，设备10具有联系于设备10的框12的两个手柄36，以供操作者手动使用。

设备10也可以更大，并因此无法由操作者轻易地用手握持，或至少握持需要的时间段以完成图像的各个部分；在这种情形下，本发明的实施例的一种形式假设支承框12被安装在自移动支承208(由图4a中的虚线所示)上并且在这种情形下的涂画操作可至少部分地执行而不需要操作者。

如前所述的设备10功能如下。

图4d示出完全涂画有图像202的墙壁，该图像202是通过垂直“y”和水平“x”地重复装饰部件204而获得的。

图4A示出使用设备10涂画墙壁200的方法的第一步骤，其中拟被再现的图像202被分割成不同的连续部分206，分别为206a、206b、206c、206d。设备10或者由操作者使用两个手柄36手动地或者使用支承设备10的自移动设备208对应于左上缘被定位，从那里开始图像206a的第一部分在墙壁200上的再现。

设备10开始沿设备10的整个长度在水平方向“x”和垂直方向“y”这两个方向上移动印刷头14以涂画图像的第一部分。

与图像206a的第一部分的水平端一致，图像的第二部分206b接下来将与之横向毗邻地设置，设备10将跟踪垂直边缘210a，该垂直边缘210a接下去用于识别已被涂画的图像部分。与图像206a的第一部分的垂直端一致，图像的另一部分206c接下来将与之垂直毗邻地设置，设备10将跟踪水平边缘210b(如图4b所示)，该水平边缘210b接下去用于识别已被涂画的图像部分。

在图4b中，设备10已完成对图像的第一部分206a的涂画，其中相应的边缘210a、210b图示为与接下来要作出的后继图像部分连续。设备10因此能朝向接下来的图像部分移动。如图4b所示，设备10横向地移动以使它能再现图像部分206b，该图像部分206b在已完成的图像部分206a的右侧。为了确定重新开始涂画的开始位置，设备10使用安装在印刷头14内的检测系统100以分析已完成的垂直边缘210a的位置。

如图4c所示，一旦已确定边缘210a的位置，设备10开始用与前述相同的特征和方法来涂画图像206b的第二部分。已用可与图像部分206b相容的色彩明暗涂画的边缘210a将完全由图像部分206b的涂画所覆盖，如此给予图像202连续的概念。

显然，可对设备作出部件的修正和/或添加以如前所述地再现图像10，而不脱离本发明的领域和范围。

例如，不使用如前所述具有喷嘴的印刷系统，而是使用激光刻图头、滚花或甚至胶体物质的分配器，例如根据特定图形图案一般施加诸如壁纸或装饰的材料。

显然，除了跟踪特定边缘，例如之前描述的210a，可将任何基准标记或图像部分作为基准。

另外明显的是，尽管已参照某些特例对本发明进行了描述，然而本领域内技术人员当然能取得设备的许多其它等效形式以再现图像10，它们具有如权利要求书中描述的特征并因此落在由此定义的保护范围内。

Claims (10)

1.总体在大表面上再现图像或图形图案的设备，其特征在于，所述设备至少包括：相对于支承框(12)沿至少一个方向移动的印刷系统(14)；与所述支承框(12)关联并能识别已执行的图像部分的位置并识别在执行所述图像部分的步骤中附着的可能的基准标记从而允许对设备的正确定位以执行接下来必须被执行的毗邻图像部分的光学观察系统(100)。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括控制单元(40)，所述控制单元(40)能将拟被再现的图像或图形图案分成多个子部分以命令所述印刷系统(14)在第一再现步骤中执行所述子部分的第一个以及所述基准标记中的一个，从而允许使用所述基准标记定位所述支承框(12)以执行所述子部分的第二个。

3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述设备也包括用于检测倾斜的装置(34)，其关联于所述支承框(12)的至少一侧以检测所述支承框(12)相对于拟被装饰的墙壁(200)的取向并确定拟执行的装饰的正确取向，从而补偿所述印刷系统(14)的任何可能的错误取向。

4.如前面任何一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述印刷系统(14)与相应的电动机装置(26、28)关联以使其相对于所述支承框(12)沿所述至少一个方向移动。

5.如前面任何一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述支承框(12)具有手柄(36)以使其能被手动地驱动和支承和/或支承脚以使所述支承框(12)停靠在拟被装饰的表面上。

6.如前面任何一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备具有正方形或矩形形状，且边长尺寸在30cm和100cm之间。

7.如前面任何一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备关联于或可关联于也是自移动式的例如三脚架或诸如此类的支承装置(208)。

8.一种使用如前面任何一项权利要求所述的设备(10)在墙壁(200)或类似结构上再现图像的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

从电子式存储器选择任何图像、图形图案或装饰(212)；

将所述图像分割成多个子部分；

在所述墙壁(200)或类似结构上执行所述子部分；

使所述设备移动至毗邻所述子部分的位置以执行所述毗邻的子部分；

识别出现在第一子部分中已再现的一部分图像，用以所述第二子部分的对准执行和执行；

重复前面的步骤。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，使用所述基准标记，所述基准标记特别地被附着以利于识别已在墙壁上再现的部分的边缘。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：检查设备(10)相对于墙壁(200)的倾斜，且根据所述设备检测到的倾斜对拟再现的图像作可能的校准。

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