CN105335774B - 一种由信息立体码构造物品的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种由信息立体码构造的物品及其制造技术，将信息与制造两技术作深度融合后，以材料和3D打印等工艺造出信息物品。所产物品或部件里的信息，通过外界扫拍设备解读。其技术包括：立体码库及成码技术；立体码表示信息、编辑信息体；物品的建模方法等。这使信息存储和型体塑造，实现了统一，又将信息与商品实现了统一。由之，将信息走进了实物、生产和生活中，带来信息实物化时代和信息物化制造技术。该物品能存储订单内容、生产要素等信息，在公开环境下，方便、安全地读取产品及用户信息，永远地解决商品上缺少用户身份的问题；当产品缺失或部件损坏时，方便重新生成立体码序，将损坏整体或部件制造出来，实现物品的精确复制与快速修复。

Description

一种由信息立体码构造物品的生产方法

技术领域

本发明涉及信息的立体编码表示与存储领域，特别涉及一种用信息立体码构造的物品及制造技术。

背景技术

现有制造技术，一般是通过普通的车床切削加工或模具化，来制造产品。另一方面，对物品作数字化建模后，根据工艺情况，可以采用3D打印机，做垒堆式生产。但这些产品中很少有具体的信息内容，在产品的销售中，因产品本身没有负载需要的信息，必须提供大量的说明纸质材料，来证明产品的身份及其他关联信息。现有信息技术，还没有做到与制造技术，很好地结合，使得在产品实体中注载着大量信息，如生产信息、订户信息、交易信息等。这需要信息化技术的升级，制造技术的创新，以及信息与制造两技术的深度融合。

发明内容

本发明设计一种由信息立体码构造的物品及生成技术，用以实现以上所提到的，将信息与制造两技术的深度融合后，制造信息物品。

本发明由信息立体码构造物品的技术，即是以立体码为构造元素，以材料和一般制造工艺塑造立体码形体，这包括对立体码元素进行拼接或垒堆制造技术来生产物品或产品部件。所生产的物品和产品部件里的信息，可以通过外界扫拍设备，解读出信息。

在本发明中，提供了一种立体码及其生成技术，采用立体码编辑信息体方法，以及用信息体构造物品或产品流程，在这样的产品中能够存储生产信息、用户信息、交易信息、特殊标识等，此物品中的信息具有可靠、安全的特性。因立体码组合样式丰富，构造出的信息体产品类型、样式也十分丰富，还有作为客户信物、个性化工艺品、物流标识等多种用途。

本立体码信息体，能将详细的订单内容、生产要素、运输跟踪信息，存储在信息体的立体码链中，并且加密，能保证在公众公开环境下，也能方便、安全、全面地存储或读取产品及交易信息，不用担心这类信息的丢失问题。同时，可以将此立体码信息体，嵌入到客户定制的商品上，作为出厂定造的信息标识，解决目前商品上，很少有用户专用标识的问题。

本信息立体码构造物品或部件，生产方式主要通过：1、采用3D打印机，直接按照计算机建模出来的各种立体码编辑出三维信息体模型，连续打印成型来生产；2、也可以采用粘连法，采用透明粘结剂，将需要编辑的立体码组合成信息体；3、采用玻璃体分层法，在材料定型前，分置出连续排布各种立体码，构成三维码链即信息体物品；此外，还有其他生产方式及工艺。这按用户和信息立体码产品情况，选用不同的材料和制造工艺。

由这种制造技术制造的产品自身能够存储详细丰富的产品信息与客户订制信息等方面，并且由于码元间的联系可以使产品复制、维修变得简单，方便产品的个性化创建，产品的复制与规模化生产更加自然、简便。

为了实现上述信息化产品与技术，本发明提供了一种立体码及其生成方法，首先建立了二维码盘，该二维码盘，将连续的同心圆平均分为若干等份，将这些被分成的类梯形弧和扇形弧的等份单元，作为二维几何编码的码元，即码盘中的码元。

本立体码建立在此二维码盘及码元的基础之上，通过对同盘中几何编码码元，确立在其一致的第三维方向上，作统一量度的拉伸处理，得到与平面码元系列，相对应的三维立体码元系列，这由专用软件工具完成；从而将这些平面的几何码元，改变为立体的几何码，由此按序的系列码构成了统一的立体码库，按其编号调用，如图1。

本发明中立体码编辑信息体方法：

1、对源信息数字化转变：将源信息转化成数字组链，并作数字节和进制数化处理，即将源信息转成符合立体码配对的数字链或关联数字序，这由设计的专用软件工具自动完成；

2、将信息数字链，转换成立体码排布的编号数字链：将前面信息数字链中的进制数元素与选用的立体码编号数字配对，按信息数字链的内部顺序，选取码元及其编号，排列出由立体码号组成的数字链，该数字链表示着立体码链；

3、对立体码数字链，用立体码建模：在计算机中，将数字链中各编号对应的立体码元，依结构相互排布，一般数字链与立体码链的顺序一致，如需要结构调整或加密，则用立体调整码的结构来调整；

4、由不同信息的立体码链组合成的统一结构体，通过材料、工艺生产出来，就构成了有用途的信息体产品；在这些立体码的各个表面，再加上二维信息，那么本立体码及信息体的信息存储量会更大、更多元化。

本发明对于上述过程，将源信息转变成进制数链，再给数字链的元素，选取配对的平面码元，再将平面码转成立体码的过程，已经完成了统一的计算机编程，通过计算机和程序运行，实现自定义条件下的自动转换，这就是源信息转成几何码的转换器，如图2 所示。

本发明的基础之一是对信息体产品建模，本信息体建模是由信息数据配对的立体码元，按数字链元素顺序，来表达编辑，同时按各个立体码元的结构特征组合，构成具有立体几何个性的信息体产品模型。

在此过程中，如需要加密建模，则在信息体产品建模中，通过调整立体码元顺序或结构等方面，提高解码难度，再按立体码结构特征组合成信息体模型。

本发明的基础之一是对由立体码编辑建模的信息体，能够通过3D打印机或粘连法，生产出由立体信息体构造的物品或产品。

可见，本发明是能够实现从源信息到信息体全面转换，最后由材料和机器生产出来。这个生产流程，在当前工业技术条件下能够实现全自动化，这符合当前工业制造发展的要求。

用本信息立体码构造物品的一个方法是：以本发明立体码作为元素，对所需信息作立体码链表达后，根据制造物品的模型，再作立体造型，其中用到0号码作结构调整码，调整码一般是码盘中的扇形码，码盘的内环到外环，依次编为0、1、2、3、4...。

结构调整码是用0号立体码的截面，以其顶角旋转N度形成新的立体码，这包括正、反两方向旋转，则有正方向的0-N调整码和反方向的N-0调整码，这两立体码统一不赋予其信息含义，只作为信息立体造型转变物品造型时，调整结构用。这将所编辑的信息体造型，调整为物品或部件需要的形状，实现建模，再通过材料和工艺生产出来。

用本信息立体码构造物品的一个方法是：将本立体码垒堆排布成产品结构，直接做成需要的产品或者做成需要产品的一部分。构造物品的材料大多采用类似3D打印的可聚合的材料。这样的信息物品中各个码元之间可以紧密的贴合在一起，也利于扫拍物品，读出信息。

本信息立体码构造物品的技术以码元的样式、颜色、排列组合方式、排布位数、选用码元的个数等方面来表示信息，编码和组合物品时可以在上述方面都可以按照构造的需要或者客户自定义的需要而具体变化。这使得选定的码元，在表示信息的同时，也构造出样式丰富的空间实体，可以构造出任何需要的物品或应用产品，并且将用户定制信息和生产信息赋予产品实体造型上。

本信息立体码构造物品的技术还包含了一种成码软件，当需要产生赋有一定信息的码元组合时，可以通过该软件将要表达的信息输入进去，再设置生成码盘的半径、同心圆数目以及径向分隔线的数目，可以自动生成要表达信息的图码，生成的二维平面的组合码，将其立体化后转化为需要的三维立体码。

本方案还包括对立体码构成的物品的扫码技术，运用于高频摄像、识别、扫拍、传输及解读信息对生成的立体码构造物品进行直接的扫码。

用信息码构造物品或部件的流程：

1、生成选用的码盘与码元；

2、选取码盘与码元，并对码元赋予信息定义；

3、将原信息输入至转换器中，生成信息码链；

4、将信息码链调整成物品或部件的结构码链；

5、对码链结构段按需要着色；

6、将平面物品码链，按设计要求转成立体码链；

7、对立体码物品造型建模，使用适合的材料和工艺加工成型。

附图说明

图1为立体码库图示

图2为成码软件界面图示

图3为由信息立体码构成的杯子手把平面图示

图4为由信息立体码构成的杯子手把彩色图示

图5为由信息立体码构成的杯子三维图示

图6为由信息立体码构成的杯子扶手平面图示

图7为由信息立体码构成的杯子扶手彩色图示

图8为由信息立体码构成的杯子后撑平面图示

图9为由信息立体码构成的杯子后撑彩色图示

图10为由信息立体码构成的椅子三维图示

具体实施方案

为使本发明技术方案更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明可以采用许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。本说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示为信息立体码的码库示意图，通过将一个任意取值的圆盘分成任意多个同心圆，然后将各个同心圆按同一比例等分切割开，每个同心圆环上的被分割开的单元，就作为码库的一个独立码元，从圆内到外，每一列码元，从小到大可以编码为0、1、2、3、 4、5、6、7、8...。

如图2所示为成码软件的界面图示，该成码软件可以通过设置所取圆盘的半径，同心圆的数目，分割线的数目的参数，来生成特定的码盘。并且还可以设置运算进制与颜色。将码盘生成完之后，可以输入需要的文字或字符信息，即可生成平面的码元排布。之后对平面的码元进行同一维向拉伸，形成立体的码元排布，编号后供立体编码用。

下面通过图3和图4这两个实例，来详细说明本信息立体码构造物品的技术，以及如何构造物品，并且赋予物品信息。具体过程如下：

1、生成选用的码盘与码元：如图5所示为由立体码构造而成的杯子，先在成码器软件里面，设置半径为400，径向分隔线为30，同心圆数目为16，生成选用的码盘与码元；

2、生成信息码链：在信息栏中，输入客户的名称“李先生”，输出结果在成码栏中，生成了杯子手把的平面码链的编码顺序为：-3、-2、-2、-2、-1、-1、-1、-3、-3、-3、 -3、-2、-2、-2、-2、-7、7、-1，其中负数码是同值正数码的反排码，同值数正、反码的关系是其中任意一个作中心同向旋转180度后，与另一个重合或同样；

3、将信息码链调整成产品或物品的结构码链：根据手把的结构，使用结构调整码中的0号码(不设信息含义)，将这条信息码链调整成与手把的结构形态吻合，则原来的信息码链，转改成产品结构的码链，其编码顺序为：0、0、0、-3、-2、-2、-2、-1、-1、 -1、-3、-3、-3、-3、-2、-2、-2、-2、-7、7、0、0、-1。其结果通过成码软件生成，二维效果图，如图3所示；

4、对码链结构段按需要着色：按设计和用户需要，对该码链规划颜色效果，并着色，如图4所示的彩色结构。此过程已经由软件控制生成。

5、将平面物品码链，转成立体码链：将上面物品的信息体码链，按同向的三维方向，作拉伸处理、拼接组合，便可得到如图5所示的杯子形状，杯身的四面编码顺序：16、16+16、 16、16+16，其间的四面连接处，除了用0号立体码调整外，还穿插了N-0号调整码(黑色)作为衔接码，实现各边体之间连续封闭。此过程的立体建模，用手工调整与软件生成来实现。

6、使用适合的材料和工艺拼接成型，也可用3D打印来生产。在此杯子产品中，手把是由信息立体码组成，存储了用户信息，只要通过扫拍设备，即可读出原信息来。可见此杯子，为人造信息化物品。

由上述过程，基本介绍了本发明的信息化产品或物品，及信息的物化制造技术。

另一用信息立体码构造物品“小椅子”事例，如图10所示为由信息立体码构造而成的椅子模型，其步骤如下：

1、先在成码软件里面设置半径为400，径向分隔线为30，同心圆数目为16，制备需要的码盘和码元；

2、在信息源中输入原信息，即材料名称“塑料”汉字，则在平面码栏中生成类似椅子扶手的码链，其编码顺序为：-2、6、1、1、8、15、8、5、1，其中负数码是同值正数码的反排码，在其间加上0号码作为调整码，将这条码链结构，调整到与扶手的立体形态吻合，则此椅子扶手的结构编码为：0、0、-2、6、1、0、1、0、0、0、0、8、15、8、5、 1、0、0、0、0，其主体包含着信息码，通过成码软件形成的二维效果图，如图6所示，赋予其颜色效果，如图7；

3、在信息源中输入原信息，即产品名称“小椅子”汉字，则在平面码栏中输出结构码链，其编码顺序为：1、2、1、2、1、5、3、6、3、2、3、2、4、1、7、6、2、1、1、 1、1，在其间加上0号码作为调整码，将这条码链调整到与椅子后撑的结构形态吻合，则椅子后撑的结构码链编码为：1、2、1、2、1、5、3、6、3、2、3、2、4、1、7、6、2、1、 1、1、1、0。通过成码软件形成的二维效果图，如图8所示，赋予其颜色设计效果，如图 9：

4、椅子的靠背和坐垫两部分是由重复排布的0号码构成，每一片是由正、反两个0号码元构成的小方块组合成，其内不表示和存入信息。

5、将上面做好的椅子各部件的平面码结构，向设计指定的方向，作三维拉伸后，再组合成整体的三维造型，着色后的效果，如图10所示；图中椅子所有立体部件，都可分解成立体码元，或由各个立体码元按要求组合、拼接而成。

6、对上面椅子由立体码编辑建模的造型，采用适合的材料与工艺，如3D打印或分层粘结等方式，生产出来。

以上只是两个简单的示例，本发明信息立体码构造物品技术在实际生产中可以赋予更多的信息，以更复杂的码链的形式表现出来，构造出丰富的造型。

由本发明信息立体码所生产的物品和产品部件里的信息，可以通过外界扫拍设备，解读出信息。

此外，在生产物品的所有部件中，各个码之间的连接关系，都保存在生产数据库中，当产品缺失或部件损坏时，可以通过数据中心直接获取，重新生成立体码元或码链，再将所损坏整体或部分结构制造出来，实现物品的精确复制，和部件的快速修复。

这种由信息立体码构造的物品与技术，不仅可以将信息存储在物品上，还为用立体码自动编辑、制造物品。本发明提供了技术方案，使得信息表达即立体化存储和型体塑造，实现了统一，而信息体产品，则又将商品与信息实现了统一。由之，直接将信息走向了实体、生产和生活中，带来信息的实物化时代的技术进步。

Claims (10)

1.一种由信息立体码构造物品的生产方法，其特征在于以表示信息的立体码为构型元素，按编码顺序，塑造物品或部件形体，以材料和3D打印制造工艺来生产；这包括对立体码结构，采用拼接或垒堆制造技术来生产物品或产品部件；所生产的物品和产品部件里的信息，可以通过外界扫拍设备，解读出信息。

2.根据权利要求1所述的由信息立体码构造物品的生产方法，其进一步特征在于，包括一套立体码库及成码技术；采用码元表示信息的方式；用本立体码编辑信息体方法；信息码链构造物品的建模方法；用信息码链构造物品或部件流程；信息体物品的扫码与解码技术。

3.根据权利要求1或2所述的由信息立体码构造物品的生产方法，其进一步特征是一套立体码库及构造信息立体码链技术：包含一种自动成码的应用软件，通过该软件设置生成码盘的半径、同心圆数目、径向分隔线的数目，来生成码盘及码库，分二维平面码和三维立体码两类；使用时，先选取适合的码元及编号，输入所要表示的源信息，自动生成二维信息码链；按设计要求，对信息码链着色，并对二维组合码链在指定的第三维方向上作确定量度拉伸，生成信息立体码链造型。

4.根据权利要求1、2任一项所述的由信息立体码构造物品的生产方法，其进一步特征是信息码链构造物品的建模方法：以立体码作为元素，对所需信息作信息立体码链表达后，根据制造物品的造型需要，作形态转变，其中用到0号码作结构调整码，调整码是码盘结构中的扇形码或者调整码的另一变型是，用0号立体码的截面，以其顶角旋转N度形成新的立体码，这包括正、反两方向旋转，则有正方向的0-N调整码和反方向的N-0调整码，这两立体码都不赋予其信息含义，只为将信息立体码链的造型，转变成物品造型时，调整结构用，即物品造型建模的辅助码。

5.根据权利要求1、2任一项所述的由信息立体码构造物品的生产方法，其进一步特征是采用的码元，表示信息的方式是：以码元的结构样式、颜色、排列组合方式、排布位数、选用码元的个数方面来表示信息，编码和组合物品时，可以选用上述方面，按照物品构造的需要或者客户自定义的需要，作具体变化；选定本结构码元，在表示信息的同时，也能构造出样式丰富的空间造型，其立体化构造出物品或部件造型，并且将用户定制信息和生产信息，都赋予产品实体造型上。

6.根据权利要求1、2任一项所述的由信息立体码构造物品的生产方法，其进一步特征是用立体码编辑信息体的编码方法是，①对源信息数字化转变：将源信息转化成数字组链，并作数字节和进制数处理，即将源信息转成符合立体码配对的数字链或关联数字序，这由设计的专用软件工具自动完成；②将信息数字链，转换成立体码排布的编号数字链：将前面信息数字链中的进制数元素与选用的立体码编号数字配对，按信息数字链的内部顺序，选取码元及其编号，排列出由立体码编号组成的数字链，该数字链表示着立体码链；③对立体码号的数字链，用立体码建模：在计算机中，将此数字链中各编号对应的立体码元，依结构、规则相互排布，数字链与立体码链的顺序一致或者需要结构调整或加密时，则用立体调整码的结构来调整，其中负数码号是同值正数码的反排码，同值数正、反码的关系是其中任意一个作中心同向旋转180度后，与另一个重合或同样；④信息体产品建模：本信息体建模是将信息数字链，转换成立体码数字链，配对的立体码元，按立体码数字链元素编号顺序，来选取编辑，同时按各个立体码元的结构特征组合，构成具有立体几何个性的信息体产品模型，该立体码链中存储着信息；⑤上述过程在实施中的简易化方式是：将源信息转变成进制数链，再给数字链的元素，选取配对的平面码元，再将平面码转成立体码，再由调整码调整立体码链结构，成物品构造，该过程由统一的计算机编程，通过计算机和程序运行，实现自动转换与自动构型，这就是源信息转成信息立体码链造型的转换器。

7.根据权利要求1、2任一项所述的由信息立体码构造物品的生产方法，其进一步特征是用信息码构造物品或部件的简易化流程：①生成选用的码盘与码元；②选取码盘与码元，并对码元作信息定义；③将源信息输入至转换器中，生成信息码链；④将信息码链调整成物品或部件的结构码链；⑤对码链结构段，按设计需要着色；⑥将平面物品码链，按设计要求转成立体码链；⑦对立体码物品造型建模后，使用适合的材料和工艺加工成品。

8.根据权利要求1、2任一项所述的由信息立体码构造物品的生产方法，其进一步特征是本立体码信息体的一些基本应用功能是，能将详细的订单内容、生产要素信息，存储在信息体的立体码链中，并且加密，能保证在公众公开环境下，方便、安全地存储或读取产品及交易信息，将此立体码信息体，嵌入到客户定制的商品上，作为出厂定造的信息标识，解决目前商品上，很少有用户专用标识的问题。

9.根据权利要求1、2任一项所述的由信息立体码构造物品的生产方法，其进一步特征是本信息立体码构造物品或部件，其制造方式主要特征是：①采用3D打印机，直接按照计算机建模出来的各种立体码编辑出的三维信息体模型，连续打印成型来生产；②粘连法，采用透明粘结剂，将需要编辑的立体码组合成信息体产品；③采用玻璃体分层法，在材料定型前，分置出连续排布的各种立体码造型，冷却定型后，构成三维码链即信息体物品；④按用户和信息立体码产品情况，选用不同的材料和制造工艺。

10.根据权利要求1、2任一项所述的由信息立体码构造物品的生产方法，其进一步特征是所产物品的各个立体码编号以及之间的连接关系，都保存在物品或数据库中，当产品缺失或部件损坏时，可以通过数据中心直接获取生产时的编码号与连接关系，重新生成立体码元或码链，再将所损坏整体或部件结构制造出来，实现物品的精确复制，和部件的快速修复。