CN108909343B - 一种智能图绘及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种智能平面图绘及其制作方法，方法包括：使用绘图工具在绘图基底上形成黑白和/或彩色图案，形成底层图案；利用液态金属或主要成分为液态金属的导电混合物在所述底层图案表面上形成至少一组液态金属电路，每组液态金属电路中包括两条相互独立的导电线路，作为该电路的正极线路和负极线路；在正极线路和负极线路之间设置至少一个发光元件；设置电源元件；所述电源元件、正极线路、发光元件和负极线路构成电路回路。本发明将传统图绘与新兴材料相结合，使形成的图绘具备液态金属的金属质感，以及由液态金属带来的导电性实现智能功能。另外，通过将液态金属涂覆在传统颜料形成的工艺图案上，可避免液态金属与绘制基材的直接接触，并且颜料图案固化后其附着力较好，液态金属容易沾附在颜料图案上，不易出现断裂现象。

Description

一种智能图绘及其制作方法

技术领域

本发明属于装饰设计技术领域，尤其涉及一种智能图绘及其制作方法。

背景技术

就目前的绘画方式而言，传统绘画局限在比较规整的框架中，形态单一，缺乏新鲜的创意感，并且随着科技的不断发展，工业的不断发达，人类文化需求不断提高，各种新材料、新工艺不断涌现，绘画方法越来越多，而液态金属就是这些新材料之一，液态金属颜料的使用可以使绘制品更具科技性与艺术性，可在艺术展览、家具装饰、酒店装饰等不同的领域得到更大的应用。

虽然，液态金属的导电、流体、金属等特性赋予绘制品更多的功能性与创意，但液态金属在各种物体表面的粘附性表现不一，在一些液态金属附着力较差的基材表面，液态金属线路容易出现断裂等不连续现象，以至于绘制品的导电线路存在严重缺陷，导致其功能失效。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种智能图绘的制作方法,以解决现有技术中利用液态金属在绘制基材上容易出现断裂的问题。

在一些说明性实施例中，所述智能图绘的制作方法，包括：使用绘图工具在绘图基底上形成黑白和/或彩色图案，形成底层图案；利用液态金属或主要成分为液态金属的导电混合物在所述底层图案表面上形成至少一组液态金属电路，每组液态金属电路中包括两条相互独立的导电线路，作为该电路的正极线路和负极线路；针对每组液态金属电路，进行如下处理：在正极线路和负极线路之间设置至少一个发光元件；设置电源元件；所述电源元件、正极线路、发光元件和负极线路构成电路回路。

在一些可选地实施例中，针对每组液态金属电路，还进行如下处理：分别在所述正极线路和负极线路上穿凿导电过孔；所述电源元件粘接在所述绘图基底的背面，通过导电过孔与所述正极线路与负极线路连接。

在一些可选地实施例中，所述制作方法，还包括：在所述绘图基底的背面粘接音响、烧写程序PCB板，设置在所述电路回路中。

在一些可选地实施例中，所述制作方法，还包括：设置在所述电路回路中的智能开关。

在一些可选地实施例中，所述制作方法，还包括：在所述绘图基底的背面粘接USB充电接口，并与所述电源元件连接配合。

在一些可选地实施例中，所述制作方法，还包括：利用透明胶体对所述图绘基底上底层图案、液态金属电路、发光元件进行密封封装。

在一些可选地实施例中，在所述利用液态金属在所述底层图案表面上形成至少一组液态金属电路之前，还包括：采集并分析所述底层图案，识别所述底层图案中的图案轮廓；利用打印技术在识别出的图案轮廓两侧印制所述正极线路和负极线路。

在一些可选地实施例中，在所述利用打印技术在识别出的图案轮廓两侧印制所述正极线路和负极线路之后，还包括：利用所述液态金属和/或无水乙醇修补所述正极线路和负极线路。

在一些可选地实施例中，所述使用绘图工具在绘图基底上形成黑白和/或彩色图案，形成底层图案的过程中，使用以下之一或任意组合的颜料：国画颜料、水彩颜料、丙烯颜料、油画颜料、碳铅和彩铅。

在一些可选地实施例中，所述液态金属在常温下呈液态。

本发明的另一个目的在于提出一种智能图绘，该智能图绘利用上述的制作方法制作完成。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

本发明将传统图绘与新兴材料相结合，使制成的图绘具备液态金属的金属质感，以及由液态金属带来的导电性实现智能功能。另外，通过将液态金属涂覆在传统颜料形成的工艺图案上，可避免液态金属与绘制基材的直接接触，并且颜料图案固化后其附着力较好，液态金属容易沾附在颜料图案上，不易出现断裂现象。

附图说明

图1是本发明实施例中的智能平面图绘的制作方法的流程图；

图2是本发明实施例中的智能平面图绘的结构示意图；

图3是本发明实施例中的智能平面图绘的局部结构放大图；

图4是本发明实施例中的智能平面图绘的简化电路示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

如图1-3，公开了一种智能图绘的制作方法，包括：

步骤S11、使用绘图工具在图绘基底1上形成黑白和/或彩色图案，形成底层图案2；

步骤S12、利用液态金属或主要成分为液态金属的导电混合物在所述底层图案表面上形成至少一组液态金属电路3，每组液态金属电路中包括两条相互独立的导电线路，作为该电路的正极线路和负极线路；

步骤S13、针对每组液态金属电路3，进行如下处理：在正极线路和负极线路之间设置至少一个发光元件4；

步骤S14、设置电源元件5；

所述电源元件5、液态金属电路3、发光元件4构成电路回路。

本发明将传统图绘与新兴材料相结合，使制成的图绘具备液态金属的金属质感，以及由液态金属带来的导电性实现智能功能。另外，传统颜料可改善绘制基材的表面附着力，作为粘连层连接绘制基材与液态金属，并且颜料图案固化后其附着力较好，液态金属容易沾附在颜料图案上，不易出现断裂现象。

在一些实施例中，液态金属所形成的液态金属电路的面积小于底层图案所占据的面积，即液态金属电路承载在底层图案中的局部，以实底层图案可最大范围得到展示，由液态金属构成的金属电路亦可实现电路功能，并成为底层图案的点缀。优选地，液态金属电路的尺寸远小于底层图案的尺寸。

绘图工具可包括平面打印设备、3D打印设备、以及如铅笔、钢笔、原子笔、水笔、记号笔、毛笔、毛刷、吹墨管、滚子、刮刀、丝网印刷模具等传统绘图工具、以及喷枪等喷涂工具。

图绘基底1可为任意位置上的平面、曲面、以及传统绘图基材，可包括平面墙体、柱形墙面、玻璃窗、地板、天花板、传统图绘纸张、画板、以及有机物制作的可图绘物，例如PVC柔性板。

另外，可使用的颜料可选用以下之一或任意组合：国画颜料、水彩颜料、丙烯颜料、油画颜料、碳、铅和彩铅。其中，绘画渲染中的可以借助相对应的绘画媒介，以达到画面更优效果，其中包括留白液、阿拉伯树胶、牛胆汁、润色剂、稀释剂松节油和无味稀释剂、粘合剂亚麻仁油、罂粟油、达玛树脂等。在一些说明性实施例中，可首先利用碳笔、铅笔在图绘基底上形成素描图形，再利用彩色颜料在素描图形上进行颜料渲染，形成底面图案。其中，底面图案的样式、形状可根据用户需求进行设计。例如山水画、楼阁、长城等各种样式均可。

在一些实施例中，步骤S13中针对每组液态金属电路，还进行如下处理：分别在所述正极线路和负极线路上穿凿导电过孔6；

步骤S14中的所述电源元件粘接在所述图绘基底1的背面，通过导电过孔6与所述正极线路与负极线路连接。其中，电源元件5可为标准干电池、纽扣电池、以及可充电电池及蓄电池。

其中，导电过孔6可利用液态金属沾附在孔壁内形成导电涂层，也可以利用传统的镀银、镀铜过孔。相比之下，利用液态金属制作的导电过孔6，极大的降低了设备要求，有效的降低了制作成本。

在一些实施例中，步骤S14中还包括：设置智能开关8，智能开关8接入在形成的所述电路回路中，智能开关8用于控制整个电路的导通或关断；其可采用光感应开关、薄膜触碰开关、声控开关、温控开关、气控开关等多种开关，以实现不同用户对于平面图绘的不同交互需求。

在一些实施例中，所述制作方法中的步骤S14还包括：在所述图绘基底1的背面粘接音响11、烧写程序PCB板9，设置在所述电路回路中。烧写程序PCB板9，其上具有一个或多个电子元件和芯片组成的控制电路，芯片例如DSP、单片机等，其内烧录有发光元件的控制策略，当智能开关控制电路导通时，位于图绘基底正面的发光元件则按照控制策略的所产生的控制信号进行响应，表现全亮或以一定时间间隔的闪烁。音响11则可为录制有指定音频的音响，同样受控于烧写程序PCB板，在烧写程序PCB板的控制下，向外发出指定音频。

在一些实施例中，所述制作方法的步骤S14中还包括：在所述图绘基底1的背面粘接USB充电接口10，并与所述电源元件5连接配合，为电源元件5提供充电接口。

上述实施例中，将电源元件5、音响11、烧写程序PCB板9及USB充电接口10设置在图绘基底1的背面，可避免上述元器件在正面产生的突兀感，从而保证图绘基底的艺术美感。而智能开关8则可设置在图绘基底的正面，由于其体积较小，并且易于与图绘基底的图案结合，不易破坏图案美感。

在一些实施例中，所述制作方法，还包括：步骤S16、利用透明胶体7对所述图绘基底上的底层图案、液态金属电路、发光元件进行密封封装。其中，封装材料可以是聚二甲基硅氧烷(PDMS)、AB环氧胶、硅胶、乳胶、硫橡胶、聚合物漆、光固化胶如G3311和G381等可经由液态固化的材料。

在一些实施例中，发光元件4可选用LED灯、荧光灯、卤素灯、如长泡彩灯和米泡彩灯的白炽灯、荧光物质等通电发光的元器件。

在一些实施例中，液态金属又称为低熔点金属，其包括熔点在300摄氏度以下的低熔点金属单质或合金，合金成分包括镓、铟、锡、锌、铋、铅、镉、汞、银、铜、钠、钾、镁、铝、铁、镍、钴、锰、钛、钒、硼、碳、硅等中的一种或多种，其形式可以是金属单质、合金，也可以是金属纳米颗粒与流体分散剂混合形成的导电纳米流体。更为具体地，当选用所述导电纳米流体时，流体分散剂优选为乙醇、丙二醇、丙三醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。

优选地，液态金属选择范围包括：汞、镓、铟、锡单质、镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锌合金、镓锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓锡镉合金、镓锌镉合金、铋铟合金、铋锡合金、铋铟锡合金、铋铟锌合金、铋锡锌合金、铋铟锡锌合金、锡铅合金、锡铜合金、锡锌铜合金、锡银铜合金、铋铅锡合金中的一种或几种。这类低熔点金属具有优秀的导电性和液相流动性，因此在新型电子结构制造领域有着独特的应用价值。

优选地，液态金属可选镓单质或镓基合金，镓单质的熔点为29℃，而其合金也可表现为在常温下呈液态，例如镓铟合金，其具体镓铟配比为75.5％的镓和24.5％的铟，该合金熔点为15.5度，其在常温下基本呈液体形态。

在一些实施例中，本发明实施例中所使用的“常温”是指25°-35°。

在一些实施例中，本发明中的液态金属的形态可呈流动性较好的流体，以及流动性较差的膏体，以及位于流体与膏体之间的状态。其中，液态金属膏体可通过搅拌液态金属原料使液态金属产生一定程度的氧化反应，使得液态金属的粘稠度增加，形成膏状；另外，也可以通过在液态金属中混合固体颗粒或液体试剂，形成主要成分为液态金属的导电混合物，优选地，固体颗粒采用导电性良好的纳米或微米金属颗粒，即提升了导电混合物的整体粘稠度与粘附性，又保证了导电混合物的导电性能不会降低。

在一些实施例中，在步骤S12中的所述利用液态金属在所述底层图案表面上形成至少一组液态金属电路之前，还包括：采集并分析所述底层图案，识别所述底层图案中的图案轮廓；步骤S12则利用打印技术在识别出的图案轮廓两侧印制所述正极线路和负极线路。其中，采集底层图案的方式可通过图像采集，如视频、照片等，分析则可利用透光检测设备对图绘基底进行检测，识别出其中的底层图案在图绘基底上的位置，以及底层图案中图案轮廓的所在，并将识别结果在采集到的图像中进行轨迹标记，利用打印设备在轨迹标记两侧印制液态金属电路(即正极线路及负极线路)。

除上述透光检测之外，本发明实施例中还可利用示踪元素在图绘基底中图案轮廓处予以标记，通过响应的检测装置配合联动的打印设备在特定位置处印制液态金属电路。示踪元素例如碳14、卤素、及具有相应特性的微量元素。

另外，除上述自动识别喷涂液态金属之外，本发明也可以利用人工绘制的方式在相应位置处绘制液态金属电路。

在一些实施例中，液态金属电路中的正极线路及负极线路之间最小间距在2cm以内，以便于响应尺寸的发光元件的安装连接。优选地，正极线路与负极线路的间距等于发光元件的正极与负极之间的距离。

在一些实施例中，在所述利用打印技术在识别出的图案轮廓两侧印制所述正极线路和负极线路之后，还包括：步骤S15、利用液态金属和/或无水乙醇修补所述正极线路和负极线路。在实际制作中，存在多种因素影响液态金属的成型，可通过修补的方式完善，例如利用沾有液态金属的毛笔，修补某处液态金属。例如利用沾有无水乙醇的器具擦拭多余液态金属。

再次参照图2-3，本发明的另一个目的在于提出一种智能图绘，该智能图绘可利用上述的制作方法制作完成，包括：图绘基底1、在图绘基底1表面上形成的黑白和/或彩色底层图案2、在底层图案2上形成的液态金属电路3、设置在液态金属电路3中的发光元件4、电源元件5。

在一些实施例中，所述智能图绘还包括：开设在液态金属电路3上正极线路和负极线路上的导电过孔6，电源元件5则设置在智能图绘的背面，通过导电过孔6与液态金属电路3连接。

在一些实施例中，智能图绘的正面还涂覆有一层透明封装胶7，以实现液态金属及发光元件的结构稳固，以及避免液态金属的氧化，造成其电学性能降低的问题。

在一些实施例中，还包括：智能开关8、烧写成型PCB板9、充电接口10、音响11，上述元件与液态金属电路3、电源元件5、发光元件4形成控制电路，其简化电路如图4所示。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能图绘的制作方法，其特征在于，包括：

使用绘图工具在绘图基底上形成黑白和/或彩色图案，形成底层图案；其中，所述底层图案使用以下之一或任意组合的颜料形成：国画颜料、水彩颜料、丙烯颜料、油画颜料、碳铅和彩铅；

利用液态金属或主要成分为液态金属的导电混合物在所述底层图案表面上形成至少一组液态金属电路，每组液态金属电路中包括两条相互独立的导电线路，作为该电路的正极线路和负极线路；

针对每组液态金属电路，进行如下处理：

在正极线路和负极线路之间设置至少一个发光元件；

设置电源元件；

所述电源元件、正极线路、发光元件和负极线路构成电路回路。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，针对每组液态金属电路，还进行如下处理：分别在所述正极线路和负极线路上穿凿导电过孔；

所述电源元件粘接在所述绘图基底的背面，通过导电过孔与所述正极线路与负极线路连接。

3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，还包括：在所述绘图基底的背面粘接音响、烧写程序PCB板，设置在所述电路回路中；

还包括：设置在所述电路回路中的智能开关。

4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，还包括：在所述绘图基底的背面粘接USB充电接口，并与所述电源元件连接配合。

5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，还包括：利用透明胶体对所述图绘基底上底层图案、液态金属电路、发光元件进行密封封装。

6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述利用液态金属在所述底层图案表面上形成至少一组液态金属电路之前，还包括：

采集并分析所述底层图案，识别所述底层图案中的图案轮廓；

利用打印技术在识别出的图案轮廓两侧印制所述正极线路和负极线路。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在所述利用打印技术在识别出的图案轮廓两侧印制所述正极线路和负极线路之后，还包括：

利用所述液态金属和/或无水乙醇修补所述正极线路和负极线路。

8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述液态金属在常温下呈液态。

9.一种智能平面图绘，其特征在于，利用如权利要求1-8任一项所述的制作方法制作。