CN105818545A - 一种机器人3d凸点盲文打印系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人3D凸点盲文打印系统及使用方法，包括全向轮驱动机器人、紫外线灯、3D打印头，全向轮驱动机器人与3D打印头、紫外线灯固定连接，全向轮驱动机器人控制3D打印头的X轴、Y轴的平面运动，3D打印头用以输出紫外固化胶打印，紫外线灯用以固化紫外固化胶。将普通纸张固定放置在平面上，全向轮驱动机器人在固定的纸张上按照设定的打印内容行走，带动3D打印头移动，加热及控制单元控制3D打印头输出预设内容，输出到纸张上的紫外固化胶通过紫外线灯照射迅速固化。优点是：克服了机械压印变形和金属制版的盲文印刷的缺陷，价格低廉，操作方便，可增加批量盲文岀版物，服务于广大盲人。

Description

一种机器人3D凸点盲文打印系统及使用方法

技术领域

本发明涉及一种机器人3D凸点盲文打印系统及使用方法。

背景技术

我国约有各类残疾人8296万。其中：听力残疾者2004万人，占残疾人总人数的24.16％；视力残疾者1233万人，占残疾人总人数的14.86％。因视觉缺失，盲人不能像正常人一样阅读书籍报纸等，只能通过盲文来进行阅读和书面交流。

目前盲文的输出设备是以牛皮纸作为承印材料，采用机械压印变形来实现盲文凸点字符。这种输出设备虽然已经为众多盲人提供了各种书籍和印刷制品，然而在多年的使用过程中，人们发现这种盲文输出方法存在缺陷：首先承印材料牛皮纸需要上好的木浆原料来制作；其次，在正反面印刷或打印时，需要特殊的排版工艺；最后，采用传统设备得到的盲文书籍不耐用。由于是采用机械压印变形而形成的盲文凸点，这些凸点在重压下或经过盲人多次摸读后易变平，使得盲文书变得难以识别或不可用。

中国科学院电工研究所公开了一种蘸胶式盲文打印装置，申请号：200910009240.7，可以在普通打印纸上打岀凸点盲文，但由于体积大，速度慢，特别是价格昂贵(每台16万元)，所以目前未能推广使用。

盲人阅读器已有多种，如成页扫描中文发声，其不足之处是只能让盲人听取汉字声音，而不能与盲文对照学习。如：清华大学自动化系研制的“盲人电子阅读器”可使盲人自由地阅读电脑中的文字，但是由于系统操作比较复杂，盲人学习会比较困难，且系统比较昂贵。因此急需一种结构简单、便宜、实用的装置。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种机器人3D凸点盲文打印系统及使用方法，克服机械压印变形和金属制版的盲文印刷的缺陷，采用普通纸张打印，降低盲文打印成本，固化胶点作为盲文凸点，实现凸点盲文批量岀版，

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种机器人3D凸点盲文打印系统，包括全向轮驱动机器人、紫外线灯、3D打印头，全向轮驱动机器人与3D打印头、紫外线灯固定连接，全向轮驱动机器人控制3D打印头的X轴、Y轴的平面运动，3D打印头用以输出紫外固化胶打印，紫外线灯用以固化紫外固化胶；

所述的3D打印头包括点胶针、熔胶筒、Z轴支架、加热及控制单元，点胶针与熔胶筒连接，点胶针与Z轴支架固定连接，加热及控制单元为熔胶筒内的胶加热并控制输出，同时控制Z轴的运动。

所述的全向轮驱动机器人上设有蓝牙接收器，全向轮驱动机器人通过蓝牙接收器与控制电脑的蓝牙发射器相通讯。

一种机器人3D凸点盲文打印系统，包括针式打印机、紫外线灯、3D打印头，针式打印机与3D打印头、紫外线灯连接，3D打印头设置在针式打印机的输出端，3D打印头用以输出紫外固化胶打印，紫外线灯用以固化紫外固化胶；所述的3D打印头包括点胶针、熔胶筒、Z轴支架、加热及控制单元，点胶针与熔胶筒连接，点胶针与Z轴支架固定连接，加热及控制单元为熔胶筒内的胶加热并控制输出，同时控制Z轴的运动。

一种机器人3D凸点盲文打印系统的使用方法，在控制电脑中配有汉字盲文转换软件系统，控制电脑将编辑好的打印内容用蓝牙发射器传输给全向轮驱动机器人，将普通纸张固定放置在平面上，全向轮驱动机器人在固定的纸张上按照设定的打印内容行走，带动3D打印头移动，加热及控制单元控制3D打印头输出预设内容，输出到纸张上的紫外固化胶通过紫外线灯照射迅速固化；所述的打印内容为图形、盲文、公式、线条、汉字。

一种机器人3D凸点盲文打印系统的使用方法，在普通纸张上打印多行汉字，行与行之间留有空白，将带有汉字的普通纸张固定放置在平面上，在控制电脑中配有汉字盲文转换软件系统，控制电脑将编辑好的打印内容用蓝牙发射器传输给全向轮驱动机器人，全向轮驱动机器人在固定的纸张上按照设定的路径行走，带动3D打印头移动，加热及控制单元控制3D打印头输出紫外固化胶，在文字下方输出引导线，然后在行与行间的空白处输出与引导线上方汉字相对应的盲文，输出到纸张上的紫外固化胶通过紫外线灯照射迅速固化。

一种机器人3D凸点盲文打印系统的使用方法，将普通纸张固定放置在平面上，在控制电脑中配有汉字盲文转换软件系统，控制电脑将编辑好的打印内容用蓝牙发射器传输给全向轮驱动机器人，全向轮驱动机器人在固定的纸张上按照设定的路径行走，带动3D打印头移动，加热及控制单元控制3D打印头输出紫外固化胶，普通纸张上输出汉字、引导线和盲文，首先输出汉字，然后在汉字下方输出引导线，最后，在引导线下方对应输出与汉字意义相同的盲文，输出到纸张上的紫外固化胶通过紫外线灯照射迅速固化。

一种机器人3D凸点盲文打印系统的使用方法，将普通纸张放入到针式打印机的纸槽中，在控制电脑中配有汉字盲文转换软件系统，控制电脑将编辑好的打印内容发送到针式打印机上，针式打印机的打印针输出汉字，3D打印头在针式打印机的带动下，在汉字下方输出盲文，加热及控制单元控制3D打印头输出盲文，输出到纸张上的紫外固化胶通过紫外线灯照射迅速固化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

克服了机械压印变形和金属制版的盲文印刷的缺陷，价格低廉，操作方便，可增加批量盲文岀版物，服务于广大盲人。还可打印公式、外文、图形等内容；也可用于腊染工艺、打印图标等特殊场合。不但可以在普通打印纸上双面打印岀凸点盲文，同时还可以打印岀对应盲文的汉字及扫描笔引导线，并用紫外线灯固化，既可以批量制作凸点盲文书籍和其他出版物，还可以让盲人用汉字与盲文对照，并同步发音自学，功能更加完备，实用性更强。两个系统均操作简单，价格低廉，易于产业化，可批量制作凸点盲文书籍和其他出版物，造福于盲人。

采用全向轮机器人和3D打印头或针式打印和3D打印头的结合，实现了在普通纸上双面打印岀凸点盲文。鉴于目前全向轮驱动机器人和3D打印及针式打印枝术十分成熟，而三者的结合尚属首次。

采用紫外固化胶水和普通纸张作为印刷介质，打印盲文字符凸点，来实现盲文制品的输出。这种方法改变了过去通过承印材料(特制纸张)变形来形成盲文凸点的传统盲文打印方法。承印材料的改变可大幅度降低了盲文输出成本。同时，在盲文制品的质量上，以紫外固化胶作为盲文凸点，在抗压性、摸读手感、抗磨损性方面远远超过了传统盲文制品。这种方案可以批量生产凸点盲文制品，而且携带方便。这从根本上改变了盲文制品的制版、印刷和装订方式。

具有两种凸点盲文打印系统，可以在先在纸上打汉字，再打对应的凸点盲文和扫描引导线，也可以同步打印，这样用右手拿扫描笔，左手摸盲文，还可以让盲人用汉字与盲文对照，并同步发音自学，功能更加完备，实用性更强。这又是一项盲人自学的重大创新。

本发明的针式打印和3D打印头的结合，实现了在普通纸上双面同时打印岀与凸点盲文对应的汉字及用于扫描笔发音“引导线”，可实现盲文阅读自学。由于“引导线”和凸点盲文高度一致，这可批量出版盲文自学阅读发音书籍。

附图说明

图1是机器人3D凸点盲文打印系统的结构示意图一。

图2是机器人3D凸点盲文打印系统的结构示意图二。

图3是利用机器人3D凸点盲文打印系统打印后的效果图。

图4是控制电脑工作状态图。

图5是机器人3D凸点盲文打印系统的控制原理图。

图6是用引导线扫描汉字发音的凸点盲文自学方法。

图中：1-点胶针2-熔胶筒3-Z轴支架4-加热及控制单元5-全向轮驱动机器人6-机器人控制系统7-凸点盲文8-普通纸张9-针式打印机10-打印针11-3D打印头12-紫外线灯13-引导线。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

实施例一

见图1，机器人3D凸点盲文7打印系统，包括全向轮驱动机器人5、紫外线灯12、3D打印头11，全向轮驱动机器人5与3D打印头11、紫外线灯12固定连接，全向轮驱动机器人5控制3D打印头11的X轴、Y轴的平面运动，3D打印头11用以输出紫外固化胶打印，紫外线灯12用以固化紫外固化胶。

其中，3D打印头11包括点胶针1、熔胶筒2、Z轴支架3、加热及控制单元4，点胶针1与熔胶筒2连接，点胶针1与Z轴支架3固定连接，加热及控制单元4为熔胶筒2内的胶加热并控制输出，同时控制Z轴的运动。

全向轮驱动机器人5上设有蓝牙接收器，全向轮驱动机器人5通过蓝牙接收器与控制电脑的蓝牙发射器相通讯。

机器人3D凸点盲文7打印系统的使用方法一，将普通纸张8固定放置在平面上，在控制电脑中配有汉字盲文转换软件系统，控制电脑将编辑好的打印内容用蓝牙发射器传输给全向轮驱动机器人5，全向轮驱动机器人5在固定的纸张上按照设定的打印内容路径行走，带动3D打印头11移动，加热及控制单元4控制3D打印头11输出盲文，输出到纸张上的紫外固化胶通过紫外线灯12照射迅速固化。

机器人3D凸点盲文7打印系统的使用方法二：在普通纸张8上打印多行汉字，行与行之间留有空白，将带有汉字的普通纸张8固定放置在平面上，在控制电脑中配有汉字盲文转换软件系统，控制电脑将编辑好的打印内容用蓝牙发射器传输给全向轮驱动机器人5，全向轮驱动机器人5在固定的纸张上按照设定打印内容的路径行走，带动3D打印头11移动，加热及控制单元4控制3D打印头11输出紫外固化胶，在文字下方输出引导线13，然后在行与行间的空白处输出与引导线13上方汉字相对应的盲文，输出到纸张上的紫外固化胶通过紫外线灯12照射迅速固化，见图3。引导线13可方便盲人利用扫描笔找准汉字行，扫描笔沿引导线13行进，实现扫描笔发出的声音与盲文对应。

机器人3D凸点盲文7打印系统的使用方法三：将普通纸张8固定放置在平面上，在控制电脑中配有汉字盲文转换软件系统，控制电脑将编辑好的打印内容用蓝牙发射器传输给全向轮驱动机器人5，全向轮驱动机器人5在固定的纸张上按照打印内容的路径行走，带动3D打印头11移动，加热及控制单元4控制3D打印头11输出紫外固化胶，普通纸张8上输出汉字、引导线13和盲文，首先输出汉字，然后在汉字下方输出引导线13，最后，在引导线13下方对应输出与汉字意义相同的盲文，输出到纸张上的紫外固化胶通过紫外线灯12照射迅速固化。

机器人3D凸点盲文7打印系统由于不受路径限制可打印图形、图纸、引导线13、盲文、文字、公式等等，形成凸起的任何图像便于盲人使用。也可用于腊染工艺、打印图标等特殊场合，并用紫外线灯固化。见图4、图5，本系统的控制部分包括设置在全向轮驱动机器人5内部的机器人控制系统6、设置在3D打印头11的加热及控制单元4、设置在控制电脑的蓝牙发射器，机器人控制系统6包括嵌入式微电脑、四个全向轮驱动单元、蓝牙接收器、USB接口、点胶控制与驱动单元，嵌入式微电脑与四个全向轮驱动单元连接，进而控制全向轮驱动机器人5的运动；嵌入式微电脑和点胶控制与驱动单元连接，点胶控制与驱动单元和加热及控制单元4相连接，实现嵌入式微电脑控制3D打印头11运动及输出紫外固化胶的目的；嵌入式微电脑与蓝牙接收器相连接，通过蓝牙接收器接收蓝牙发送器发送的信息，蓝牙发送器发送有控制电脑发送的打印控制信息；嵌入式微电脑通过USB接口将控制信息存储；整个机器人控制系统6由锂电池供电。

利用全向轮式机器人与3D打印头11组合实现凸点盲文7打印系统，全向轮驱动机器人5采用4个全向轮驱动，不但能打印凸点盲文7，还可方便打印公式，特别是图形，也可用于腊染工艺、打印图标等特殊场合；在先打有汉字的纸上，再打对应的凸点盲文7，这样用右手拿扫描笔，左手摸盲文，实现盲人自学；可用普通A4纸批量出版盲文书籍，打印机和出版物的价格都很低廉，这将改盲文出版的现状，盲人会有大量新的阅读物，是盲人界的福音。

实施例二

见图2，机器人3D凸点盲文7打印系统，包括针式打印机9、紫外线灯12、3D打印头11，针式打印机9与3D打印头11、紫外线灯12连接，3D打印头11设置在针式打印机9的输出端，3D打印头11用以输出紫外固化胶打印，紫外线灯12用以固化紫外固化胶；所述的3D打印头11包括点胶针1、熔胶筒2、Z轴支架3、加热及控制单元4，点胶针1与熔胶筒2连接，点胶针1与Z轴支架3固定连接，加热及控制单元4为熔胶筒2内的胶加热并控制输出，同时控制Z轴的运动。

机器人3D凸点盲文7打印系统的使用方法，将普通纸张8放入到针式打印机9的纸槽中，预设的打印内容打印，针式打印机9的打印针10输出汉字，3D打印头11在针式打印机9的带动下，在汉字下方输出盲文，加热及控制单元4控制3D打印头11输出盲文，输出到纸张上的紫外固化胶通过紫外线灯12照射迅速固化，见图3。

利用针式打印机9的传动结构与3D打印头11组合，方便同时打印普通文字和凸点盲文7，这样使用时，右手拿扫描笔，左手摸盲文，实现盲人自学；可用普通A4纸批量出版盲文书籍，打印机和出版物的价格都很低廉，这将改盲文出版的现状，盲人会有大量新的阅读物，是盲人界的福音。

见图6，利用上述实施例的机器人3D凸点盲文7打印系统打印的带有引导线13的读物，可配合与电脑相连接的扫描笔(汉王扫描笔)使用，盲人可触摸寻找引导线13，然后将扫描笔放置在引导线13上，另一只手放在盲文上，扫描笔随引导线13移动，读取相应汉字读音，通过触摸学习相应的盲文，提高了学习效率，增加了盲人的阅读量，同时减轻了教师的工作负担。

Claims (7)

1.一种机器人3D凸点盲文打印系统，其特征在于，包括全向轮驱动机器人、紫外线灯、3D打印头，全向轮驱动机器人与3D打印头、紫外线灯固定连接，全向轮驱动机器人控制3D打印头的X轴、Y轴的平面运动，3D打印头用以输出紫外固化胶打印，紫外线灯用以固化紫外固化胶；

所述的3D打印头包括点胶针、熔胶筒、Z轴支架、加热及控制单元，点胶针与熔胶筒连接，点胶针与Z轴支架固定连接，加热及控制单元为熔胶筒内的胶加热并控制输出，同时控制Z轴的运动。

2.根据权利要求1所述的一种机器人3D凸点盲文打印系统，其特征在于，所述的全向轮驱动机器人上设有蓝牙接收器，全向轮驱动机器人通过蓝牙接收器与控制电脑的蓝牙发射器相通讯。

3.一种机器人3D凸点盲文打印系统，其特征在于，包括针式打印机、紫外线灯、3D打印头，针式打印机与3D打印头、紫外线灯连接，3D打印头设置在针式打印机的输出端，3D打印头用以输出紫外固化胶打印，紫外线灯用以固化紫外固化胶；所述的3D打印头包括点胶针、熔胶筒、Z轴支架、加热及控制单元，点胶针与熔胶筒连接，点胶针与Z轴支架固定连接，加热及控制单元为熔胶筒内的胶加热并控制输出，同时控制Z轴的运动。

4.根据权利要求1或2所述的一种机器人3D凸点盲文打印系统的使用方法，其特征在于，在控制电脑中配有汉字盲文转换软件系统，控制电脑将编辑好的打印内容用蓝牙发射器传输给全向轮驱动机器人，将普通纸张固定放置在平面上，全向轮驱动机器人在固定的纸张上按照设定的打印内容行走，带动3D打印头移动，加热及控制单元控制3D打印头输出预设内容，输出到纸张上的紫外固化胶通过紫外线灯照射迅速固化；所述的打印内容为图形、盲文、公式、线条、汉字。

5.根据权利要求1或2所述的一种机器人3D凸点盲文打印系统的使用方法，其特征在于，在普通纸张上打印多行汉字，行与行之间留有空白，将带有汉字的普通纸张固定放置在平面上，在控制电脑中配有汉字盲文转换软件系统，控制电脑将编辑好的打印内容用蓝牙发射器传输给全向轮驱动机器人，全向轮驱动机器人在固定的纸张上按照设定的路径行走，带动3D打印头移动，加热及控制单元控制3D打印头输出紫外固化胶，在文字下方输出引导线，然后在行与行间的空白处输出与引导线上方汉字相对应的盲文，输出到纸张上的紫外固化胶通过紫外线灯照射迅速固化。

6.根据权利要求1或2所述的一种机器人3D凸点盲文打印系统的使用方法，其特征在于，将普通纸张固定放置在平面上，在控制电脑中配有汉字盲文转换软件系统，控制电脑将编辑好的打印内容用蓝牙发射器传输给全向轮驱动机器人，全向轮驱动机器人在固定的纸张上按照设定的路径行走，带动3D打印头移动，加热及控制单元控制3D打印头输出紫外固化胶，普通纸张上输出汉字、引导线和盲文，首先输出汉字，然后在汉字下方输出引导线，最后，在引导线下方对应输出与汉字意义相同的盲文，输出到纸张上的紫外固化胶通过紫外线灯照射迅速固化。

7.根据权利要求3所述的一种机器人3D凸点盲文打印系统的使用方法，其特征在于，将普通纸张放入到针式打印机的纸槽中，在控制电脑中配有汉字盲文转换软件系统，控制电脑将编辑好的打印内容发送到针式打印机上，针式打印机的打印针输出汉字，3D打印头在针式打印机的带动下，在汉字下方输出盲文，加热及控制单元控制3D打印头输出盲文，输出到纸张上的紫外固化胶通过紫外线灯照射迅速固化。