CN109808315A - 自移动桌面打印设备的控制方法及自移动桌面打印设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自移动桌面打印设备的控制方法，涉及打印设备技术领域，包括以下步骤：控制模块接收用户指令；根据用户指令确定移动部的初始位置；控制移动部自由移动；控制加工组件工作；获取移动部相对固定部的位置信息并与用户指令比较，当位置信息与用户指令不同时，停止加工并对移动部的位置进行修正，再根据用户指令继续移动和加工。本发明在实现基本的平面打印或者扫描工作的同时，能够根据需要在任意大小或篇幅的工作面内进行工作，提升了设备的适应性。另外，本发明还提供了一种自移动桌面打印设备。

Description

自移动桌面打印设备的控制方法及自移动桌面打印设备

技术领域

本发明涉及打印设备技术领域，具体涉及一种自移动桌面打印设备的控制方法及自移动桌面打印设备。

背景技术

现今打印设备技术发展迅猛，生活中的许多操作都可由打印设备完成。在一些平面列印、平面扫描以及激光雕刻过程中，用户期望完成的操作需要通过数控化设备进行精确定位。但是，现有的大部分数控设备均采用固定式框架进行工作。显而易见，上述固定式框架的数控设备最大操作幅面受固定式框架的大小限制。因此在桌面型的应用中，需要获取更大的操作范围则需要占用更大的空间，导致生产过程加工范围受限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开一种自移动桌面打印设备的控制方法，能够解决现有数控设备加工范围受限的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

自移动桌面打印设备的控制方法，所述自移动桌面打印设备包括固定部、移动部和控制模块，移动部包括万向行走组件、加工组件，所述控制方法包括以下步骤：

控制模块接收用户指令；

控制模块根据用户指令确定移动部的初始位置；

控制模块根据用户指令控制移动部移动；

控制模块根据用户指令控制加工组件工作；

控制模块获取移动部相对固定部的位置信息并与用户指令比较，当位置信息与用户指令不同时，停止加工并对移动部的位置进行修正，再根据用户指令继续移动和加工。

进一步的优选方案，所述用户指令包括预设轨迹和/或预设区域，预设轨迹用于引导移动部在工作面内移动，预设区域用于确定移动部在工作面内的移动范围。

进一步的优选方案，所述位置信息包括移动部与固定部之间的距离、移动部相对初始位置变化的角度。

进一步的优选方案，所述位置信息还包括移动部和/或固定部的加速度，在移动部和/或固定部出现加速度变化的时候停止打印。

进一步的优选方案，在所述移动部电量不足时，控制模块记录当前位置为中断位置并控制移动部去充电，移动部充电完成后返回中断位置并根据充电前的用户指令继续工作。

另外，本发明还公开一种自移动桌面打印设备，包括固定部、移动部和控制模块，固定部和移动部位于同一工作面，固定部在工作面内固定设置，移动部包括万向行走组件、加工组件，万向行走组件带动移动部在工作面内相对固定部自由移动，加工组件随移动部移动并在工作面内工作，控制模块包括用于获取移动部相对固定部位置信息的检测单元、用于接收用户指令的第一处理单元，第一处理单元根据用户指令和位置信息控制移动部移动。

进一步的优选方案，所述检测单元包括第一传感器和第二传感器，第一传感器用于获取移动部与固定部之间的距离，第二传感器用于获取移动部相对初始位置的角度。

进一步的优选方案，所述控制模块还包括第一通讯单元，第一通讯单元与第一处理单元电连接，第一通讯单元用于接受用户指令和位置信息并发送至第一处理单元，第一处理单元用于处理用户指令和位置信息并通过第一通讯单元发送控制指令。

进一步的优选方案，所述控制模块还包括第二通讯单元和第二处理单元，第二通讯单元分别与第一通讯单元和第二处理单元电连接，第二通讯单元用于接收控制指令并发送至第二处理单元，第二处理单元用于根据所述控制指令控制万向行走组件工作。

进一步的优选方案，所述控制模块还包括第三处理单元、第一电源和和第二电源，第一电源位于固定部，第二电源位于移动部，第三处理器用于控制第一电源在第二电源电量不足时向第二电源供电。

进一步的优选方案，所述控制模块还包括第三传感器，第三传感器用于获取移动部的加速度，控制模块在移动部的加速度发生突变时控制移动部停止移动。

进一步的优选方案，所述加工组件包括用于打印的喷墨打印元件、用于雕刻的激光雕刻元件、用于扫描的图像传感器元件、用于夹持画笔的夹持元件中的一个或多个。

本发明具有以下优点：

通过能够独立移动的移动部搭载加工组件，在实现基本的平面打印或者扫描工作的同时，能够根据需要在任意大小或篇幅的工作面内进行工作，避免了现有设备的工作篇幅受设备自身大小影响的缺陷，提升了设备的适应性。

打印设备通过相互独立安装的两个部分对打印设备的位置信息进行实时监控，并根据监控状态对打印设备的位置进行实时修复，能够提高打印设备的加工精度。

独立安装的固定部能够对移动部提供参照，通过在相同的工作面内对移动部的位移、坐标和角度提供参照物，有利于提高移动部移动路径和移动位置的精确度，避免由于参照物移动而导致的移动路径和移动位置发生错误。

独立安装的固定部还能够降低移动部的体积和质量，通过将第一电源、第一处理器单元和第一通讯单元安装在固定部内，便于减少移动部的体积和质量，一提高移动部的定位速度和定位精度。

同时，当用户使用终端对打印设备进行控制时，终端通过有线线缆与固定部连接，能够有效避免线缆直接与移动部连接而导致移动部的移动范围受到限制，进一步提升了设备的适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图(省略加工组件)；

图2是本发明另一视角的结构示意图(省略加工组件)；

图3是本发明另一视角的结构示意图(省略加工组件)；

图4是本发明中移动部的结构示意图；

图5是本发明中移动部另一视角的结构示意图；

图6是本发明中移动部另一视角的结构示意图；

图7为本发明中夹持器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明首先提供一种自移动桌面打印设备的控制方法，自移动桌面打印设备包括固定部、移动部和控制模块，移动部包括万向行走组件、加工组件，控制方法包括以下步骤：

控制模块接收用户指令；

控制模块根据用户指令确定移动部的初始位置；

控制模块根据用户指令控制移动部移动；

控制模块根据用户指令控制加工组件工作；

控制模块获取移动部相对固定部的位置信息并与用户指令比较，当位置信息与用户指令不同时，停止加工并对移动部的位置进行修正，再根据用户指令继续移动和加工。

用户通过诸如电脑或者手机之类的终端对期望的待打印或待雕刻数据文件进行录入，通过终端将文件转换为打印设备在工作面内的移动轨迹数据，该数据可被控制模块识别和处理。具体的，移动轨迹数据可以体现为现通用的GCode或nc格式文件。

在用户指令接受完成后，移动部需要在确定初始位置的基础上进行移动，该初始位置可以是由用户通过遥控器遥控移动部在工作面内移动得到，也可以是用户直接抓取移动部并将移动部移动或者摆放在工作面上之后得到。

具体的，上述用户指令包括预设轨迹和/或预设区域，即预设轨迹和预设区域可以择一输入或全部输入。预设轨迹用于引导移动部在工作面内移动，预设区域用于限定移动部在工作面内的移动范围。即预先设置打印区域的物理大小，从而避免打印过程中移动部运动到可接受的打印范围外，引起危险。具体的，还可以根据物理大小和设置大小的比例，对预设轨迹进行相应缩放，以适合物理距离。

具体的，上述位置信息包括移动部与固定部之间的距离，移动部相对初始位置的角度。通过距离变化和角度变化可以让移动部准确计算自己当前所在的位置相对初始位置的变化，从而与预设轨迹比较确定移动部行走的路径是否准确。当位置信息与用户指令之间出现偏差时，第一控制单元控制移动部进行修正，以驱动移动部返回并沿用户指令所规划的预设轨迹进行移动。此外，位置信息还可以包括移动部和/或固定部的加速度，在移动部和/或固定部出现加速度变化的时候停止打印，通过检测移动部和/或固定部的加速度的变化，可以实现更准确的控制，能够检测到移动部和/或固定部遇到突发情况时的位置突然有较大变化，及时控制停止打印。

另外，在上述移动部电量不足时，控制模块记录当前位置为中断位置并控制移动部去充电，移动部充电完成后返回中断位置并根据充电前的用户指令继续工作，这样能够让打印设备实现断点接续工作，中途充电后可以继续完成打印或者扫描工作。

实施例2

如图1至图6所示，本发明还公开一种自移动桌面打印设备，包括移动部1、固定部2和控制模块，移动部1和固定部2设置于同一工作面3内，移动部1主体是基座10，万向行走组件包括行走轮11和驱动行走轮的驱动电机，驱动电机固定在基座10内，三个以上的行走轮11设在基座10上。例如本实施例中采用四个行走轮11，其中两个行走轮同轴成对，另外两个行走轮同轴成对，两对行走轮的轴线交叉分布，其中一对行走轮转动，另外一对行走轮停止，可以实现移动部在某个方向上移动，另外一对行走轮可以在移动部移动的过程中保持平稳。其中一对行走轮停止，另外一对行走轮转动，则可以实现移动方向直接切换。在移动部需要转向时，控制其中一个行走轮转动即可。因此可以理解地，四个行走轮分别由四个驱动电机带动，可牵引基座10沿指定轨迹到指定位置。为了提高控制精度，驱动电机可安装编码器。具体地，驱动电机可以是步进电机、伺服电机等。

为了便于用户对打印设备进行控制，控制模块可以包括第一处理单元、第一通讯单元、第二处理单元和第二通讯单元，第一处理单元和第一通讯单元均设置于固定部2中，固定部2静止设置于工作面3上。第二处理单元和第二通讯单元均设置在移动部1中，第一处理单元通过第一通讯单元、第二通讯单元和第二处理单元建立连线，连线可以通过无线连接，例如IEEE 802.11连线，或IEEE 802.15连线，也可以通过线缆连线。用户在终端(例如电脑、手机)进行操作并通过第一通讯单元与第一处理单元电连接，从而对设备进行包括指令中断、暂停以及加减速等控制。便于用户对打印设备进行主动控制，以根据用户的需求对打印设备的移动路径进行修复和调整，或者，能够在打印设备出现故障时对打印设备进行人工干预，以保证打印设备沿预设路径移动。

为了获取移动部1在工作面3内的位置，可以在控制模块内安装第一传感器21和第二传感器14，第一传感器21和第二传感器14分别与第一处理单元电连接，用以获取移动部1相对固定部2的位置并发送至第一处理单元。第一传感器21用于获取移动部1和固定部2之间的相对距离，具体的，第一传感器21可以采用直线距离拉绳传感器。第二传感器14用于获得移动部1和固定部2距离连线相对初始位置的角度，可以采用角度传感器。角度传感器可以是旋转编码器(旋转电位器)或者霍尔传感器。

在本实施例中，第一传感器21设置在固定部2中，第二传感器14设置在移动部1中，直线距离拉绳传感器通过拉出的拉绳与角度传感器连接，以获取移动部1的位置信息。直线距离拉绳传感器拉出的拉绳作为移动部1和固定部2之间的物理连线，移动部1在工作面3内移动时也拖拽拉绳到达不同的位置，由直线距离拉绳传感器获取距离数据，将距离信息转化为电信号输入与第一传感器21电连接的第一处理单元，由角度传感器获取角度数据，将角度信息转化为电信号输入与第二传感器14电连接的第一处理单元，第一处理单元结合获取的距离和角度生成移动部1在工作面3内的位置。

可以理解的，为了使第一传感器21更好地工作，在固定部2上可以安装有轴承，第一传感器21安装在轴承上，在工作过程中直线距离拉绳传感器拉出的拉绳可以随移动部1移动的同时自由转动，以降低由于拉绳缠绕在直线距离拉绳传感器上而产生的误差，从而提高第一传感器21的检测精度，并且减少由于拉绳缠绕在直线距离拉绳传感器上而产生的磨损，从而增加第一传感器21的使用寿命。

为了提高加工组件的加工精度并增加加工组件的功能，加工组件上可以包括具有不同功能的工具头12，例如喷墨打印头、激光雕刻头或者图像传感器、用于夹持画笔的夹持器等等，以完成打印或者扫描等不同的功能。工具头12可以固定在加工组件内也可以可拆卸的安装。喷墨打印头、激光雕刻头或者图像传感器在市场上可以直接购买，夹持器的结构可以如图7所示，包括一个供画笔穿插的夹持座121，夹持座121设置中心孔122与画笔配合将画笔固定。

为了适应并且灵活调整不同的工具头12的与工作面3之间的高度，可以在加工组件内安装有与工具头12传动连接的升降电机131。升降电机131的输出轴连接有主动轮132，主动轮132通过套在主动轮132上的皮带134连接一从动轮133，从动轮133连接有一调高螺杆135，调高螺杆135穿过与工具头12连接的滑块137。滑块137与调高螺杆135螺纹连接，滑块137上还穿过一导向杆136，导向杆136固定在基座10上，滑块137与导向杆136光滑连接，用于对滑块137的移动进行导向。

具体的，主动轮132跟随升降电机131的输出轴同步转动，再通过皮带134带动从动轮133和与从动轮133同步转动的调高螺杆135转动，调高螺杆135转动时带动滑块137在调高螺杆135上上升或下降，从而带动工具头12调节高度。

可以理解的，升降电机131也可以采用推杆电机，推杆电机安装在移动部1的基座10上，推杆电机的推杆在垂直工作面3的方向上运动，推杆与工具头12连接以带动工具头12移动并调节工具头12相对工作面3的高度。

在滑块137上安装有测距传感元件，测距传感器获取滑块137相对基座10的高度，测距传感器将获得高度信息发送给第一处理单元，第一处理器单元接收获取的高度信息并预设的高度信息比较，在获取的高度信息与预设的高度信息相同时停止升降电机，在获取的高度信息与预设的高度信息不同时进行调整。

为了提升打印设备的续航能力，控制模块还包括第三处理单元、第一电源和和第二电源，可以在固定部2设第一电源进行供电，在移动部1设第二电源进行供电。在固定部2还设有与第一电源电连接的第一触点22，在移动部1还设有与第二电源电连接的第二触点21，第一触点22和第二触点21配合设置，在第二电源电量不足时移动部1向固定部2移动，第一触点22和第二触点21连接，通过第三处理单元控制以使第一电源第二电源充电。通过使用可充电的第二电源，能够减少第二电源的体积和质量，进而减轻移动部1的质量，以提高移动部1的移动速度和移动精度，降低驱动移动部1的驱动力，进而降低能耗。

可以理解的，第一触点22和第二触点21也可以采用非接触式的连接方式进行充电，例如通过无线充电的方式对第二电源进行充电。

为了提高充电时固定部2与移动部1的对接精度，可以分别在固定部2和移动部1设有相互配合的对接面，两个对接面的大小和形状相同，第一触点22和第二触点21均位于对接面内，便于充电时固定部2和移动部1能够快速准确的进行对接。可以理解的，为了进一步提高对接精度，可以在相互配合的两个对接面安装相互配合的磁铁。

为了便于用户观察，可以在移动部1上安装指示灯，也可以在固定部2上安装指示灯，以直观的告知用户打印设备的工作状态。例如，正常工作时显示为绿灯，故障状态时显示为红灯，电量不足时显示为黄灯。

为了提高打印设备的打印效果或者扫描效果，可以在移动部1的底部安装多个压辊或者滚轮15，以压平工作面3上移动部1所在的附近区域可能出现的材料的卷曲，有利于移动部1完成相应的打印或者扫描工作。

为了提升打印设备的安全性能，可以在移动部1内安装加速度传感器和角速度传感器其中的至少一者。加速度传感器或角速度传感器对移动部1的相应数值进行监测，当监测的数值发生突变时停止移动部1的工作，以避免移动部1由于用户误触而产生移动，从而保证打印设备的正常工作。

可以理解的，固定部2内也可以安装加速度传感器或角速度传感器，以在检测到固定部2由于用户误触而产生移动时停止打印设备的工作。

可以理解的，上述移动部的初始位置和移动也可以由用户通过终端进行实时控制。包括指令中断、暂停，加减速等控制，有利于用户对打印设备的工作过程进行实时控制，减少打印设备在运行过程中出现的误差。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.自移动桌面打印设备的控制方法，所述自移动桌面打印设备包括固定部、移动部和控制模块，移动部包括万向行走组件、加工组件，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

控制模块接收用户指令；

控制模块根据用户指令确定移动部的初始位置；

控制模块根据用户指令控制移动部移动；

控制模块根据用户指令控制加工组件工作；

控制模块获取移动部相对固定部的位置信息并与用户指令比较，当位置信息与用户指令不同时，停止加工并对移动部的位置进行修正，再根据用户指令继续移动和加工。

2.如权利要求1所述的自移动桌面打印设备的控制方法，其特征在于，所述用户指令包括预设轨迹和/或预设区域，预设轨迹用于引导移动部在工作面内移动，预设区域用于确定移动部在工作面内的移动范围。

3.如权利要求1所述的自移动桌面打印设备的控制方法，其特征在于，所述位置信息包括移动部与固定部之间的距离、移动部相对初始位置变化的角度。

4.如权利要求3所述的自移动桌面打印设备的控制方法，其特征在于，所述位置信息还包括移动部和/或固定部的加速度，在移动部和/或固定部出现加速度变化的时候停止打印。

5.如权利要求1所述的自移动桌面打印设备的控制方法，其特征在于，在所述移动部电量不足时，控制模块记录当前位置为中断位置并控制移动部去充电，移动部充电完成后返回中断位置并根据充电前的用户指令继续工作。

6.自移动桌面打印设备，包括固定部、移动部和控制模块，其特征在于，所述固定部和移动部位于同一工作面，固定部在工作面内固定设置，移动部包括万向行走组件、加工组件，万向行走组件带动移动部在工作面内相对固定部自由移动，加工组件随移动部移动并在工作面内工作，控制模块包括用于获取移动部相对固定部位置信息的检测单元、用于接收用户指令的第一处理单元，第一处理单元根据用户指令和位置信息控制移动部移动。

7.如权利要求6所述自移动桌面打印设备，其特征在于，所述检测单元包括第一传感器和第二传感器，第一传感器用于获取移动部与固定部之间的距离，第二传感器用于获取移动部相对初始位置的角度。

8.如权利要求6所述自移动桌面打印设备，其特征在于，所述控制模块还包括第一通讯单元，第一通讯单元与第一处理单元电连接，第一通讯单元用于接受用户指令和位置信息并发送至第一处理单元，第一处理单元用于处理用户指令和位置信息并通过第一通讯单元发送控制指令。

9.如权利要求8所述自移动桌面打印设备，其特征在于，所述控制模块还包括第二通讯单元和第二处理单元，第二通讯单元分别与第一通讯单元和第二处理单元电连接，第二通讯单元用于接收控制指令并发送至第二处理单元，第二处理单元用于根据所述控制指令控制万向行走组件工作。

10.如权利要求6所述自移动桌面打印设备，其特征在于，所述控制模块还包括第三处理单元、第一电源和和第二电源，第一电源位于固定部，第二电源位于移动部，第三处理器用于控制第一电源在第二电源电量不足时向第二电源供电。

11.如权利要求6所述自移动桌面打印设备，其特征在于，所述控制模块还包括第三传感器，第三传感器用于获取移动部的加速度和/或角加速度，控制模块在所述加速度和/或角加速度发生突变时控制移动部停止移动。

12.如权利要求6所述自移动桌面打印设备，其特征在于，所述加工组件包括用于打印的喷墨打印头、用于雕刻的激光雕刻头、用于扫描的图像传感器、用于夹持画笔的夹持器中的一个或多个。