CN111459421A - 一种基于4g/5g网络的远程共享3d打印机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，包括若干3D打印机，3D打印机上设有主控板，主控板上设有主控微处理器和通信模块，在4G/5G通信网络下连接后台服务器系统，后台服务器系统包括服务器系统、PC后台管理端和手机用户端，PC后台管理用于管理存储3D打印机，并发布打印任务、结算共享报酬，手机用户端用于通发送用户定位、调用各3D打印机数据、建立对应识别标志的3D打印机共享业务和打印任务、并进行云支付，实现了3D打印机的远程监管、3D打印机共享服务和支付结算，使用户通过手机用户端高效快速地进行3D打印任务，或者成为空闲的3D打印机提供者共享3D打印机，提高了3D打印机的利用效率，节省打印时间、降低打印成本。

Description

一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统
技术领域
本发明涉及一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，属于3D打印技术领域。
背景技术
3D打印机是一种基于数字模型文件，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合耗材，通过打印一层层的粘合材料制造三维物体的累积制造机械，这种立体快速的打印呈现、对打印技术的革新和发展具有重要意义和应用。但3D打印机的设备成本昂贵，对于学校、集中办公场所、高新科技孵化园区等场所，3D打印资源极其缺乏,对于不常打印的小型企业团队或者学生会购买安装3D打印机，无法合理利用资源。
现有常见的3D打印机普遍只能使用WIFI使用局域网打印，或者通过USB或者U盘连接电脑打印，这样大大局限的3D打印的功能，并且无法集成统计收费和打印机状态反馈，对于共用场所内的3D打印需求用户，无法悉知场所内适用打印机的位置和状态，可供使用的3D打印机的区域限制性和权限使用局限性较大。而对于闲置的或不常使用且购买了3D打印机的可提供用户，3D打印机空闲状态下难以实现资源共享利用，造成3D打印机资源浪费，不利于打印机资源的充分利用和监管，限制了3D打印利用效率和实际应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，实现了3D打印机的远程监管、3D打印机共享服务和支付结算，使用户通过手机用户端高效快速地进行3D打印任务，或者成为空闲的3D打印机提供者共享3D打印机，提高了3D打印机的利用效率，节省打印时间、降低打印成本。
本发明是通过如下的技术方案予以实现的：
一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，包括若干3D打印机，所述3D打印机包括传感器系统和步进电机驱动系统，所述3D打印机上设有识别标志和主控板，所述主控板上设有主控微处理器、通信模块和定位模块；
所述主控微处理器用于接收传感器系统的传感信号、控制步进电机驱动系统驱动SD打印动作、并与通信模块交互，所述通信模块用于通过4G/5G通信网络连接有后台服务器系统，进行数据传输发送，所述定位模块用于向后台服务器系统发送位置数据；
所述后台服务器系统包括服务器系统、PC后台管理端和手机用户端，所述服务器系统用于管理PC后台管理端的应用服务和数据运维，所述PC后台管理端用于接收通信模块、定位模块和手机用户端的数据、通过应用服务和数据层管理存储3D打印机的状态参数、位置数据，并向通信模块发布打印任务、通过应用服务和云支付向手机用户端结算共享报酬；
所述手机用户端用于通过云服务与PC后台管理端交互、发送用户定位、调用各3D打印机数据、建立对应识别标志的3D打印机共享业务和打印任务、并进行云支付；
所述手机用户端包括APP或小程序，所述APP或小程序用于识别或输入对应3D打印机的识别标志，输入打印机参数数据、3D打印机位置数据建立对应识别标志的3D打印机共享业务，或发送用户定位、输入上传打印文件和3D模型的耗材数据，通过云服务调用查看各3D打印机，及PC后台管理端通过应用服务筛选适用耗材数据的3D打印机，建立对应识别标志的3D打印机打印业务，所述PC后台管理端通过应用服务依据上传的打印文件向对应3D打印机发布STL打印文件的打印任务；
所述主控板上还设有耗材统计模块，所述耗材统计模块接收传感器系统的耗材数据并传输至通信模块，所述PC后台管理端用于接收通信模块的耗材数据，并通过应用服务依据耗材数据计算付费金额，所述手机用户端用于依据付费金额进行云支付，所述手机用户端还包括微信或支付宝支付程序，微信或支付宝支付程序用于向PC后台管理端云支付；
所述手机用户端还包括实名认证系统，所述实名认证系统用于认证用户、3D打印机提供者的身份信用信息，并传输至PC后台管理端。
本发明的有益效果为：
本发明通过3D打印机主控板的主控微处理器和通信模块，在4G/5G通信网络下连接后台服务器系统，实现了3D打印机的远程监管、统计收费和打印机状态反馈，使共用场所内的3D打印需求用户悉知场所内适用打印机的位置和状态，用户快速通过手机用户端远程一键上传进行3D打印任务，预约打印,无需担心打印机被占用，同时对于闲置的或不常使用且购买了3D打印机的可提供用户，通过手机用户端建立共享业务，在实名认证系统信用维护下，实现3D打印机共享服务和支付结算，以充分高效地利用3D打印资源，显著提高了3D打印机的利用效率，节省打印时间、降低打印成本。
附图说明
图1为本发明的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，包括若干3D打印机，所述3D打印机包括传感器系统和步进电机驱动系统，所述3D打印机上设有识别标志和主控板，所述主控板上设有主控微处理器、通信模块和定位模块；
所述主控微处理器用于接收传感器系统的传感信号、控制步进电机驱动系统驱动SD打印动作、并与通信模块交互，所述通信模块用于通过4G/5G通信网络连接有后台服务器系统，进行数据传输发送，所述定位模块用于向后台服务器系统发送位置数据；
所述后台服务器系统包括服务器系统、PC后台管理端和手机用户端，所述服务器系统用于管理PC后台管理端的应用服务和数据运维，所述PC后台管理端用于接收通信模块、定位模块和手机用户端的数据、通过应用服务和数据层管理存储3D打印机的状态参数、位置数据，以便监控3D打印机的工作状态、打印机耗材状态、打印机排队情况；
PC后台管理并向通信模块发布打印任务、通过应用服务和云支付向手机用户端结算共享报酬，所述手机用户端用于通过云服务与PC后台管理端交互、发送用户定位、调用各3D打印机数据、建立对应识别标志的3D打印机共享业务和打印任务、并进行云支付；
所述手机用户端包括APP或小程序，所述APP或小程序用于识别或输入对应3D打印机的识别标志，输入打印机参数数据、3D打印机位置数据建立对应识别标志的3D打印机共享业务，或输入上传打印文件和3D模型的耗材数据；
APP或小程序通过云服务调用查看各3D打印机，及PC后台管理端通过应用服务筛选适用耗材数据的3D打印机，建立对应识别标志的3D打印机打印业务，所述PC后台管理端通过应用服务依据上传的打印文件、向对应3D打印机发布STL打印文件的打印任务，或预约打印,无需担心打印机被占用；
所述主控板上还设有耗材统计模块，所述耗材统计模块接收传感器系统的耗材数据并传输至通信模块，所述PC后台管理端用于接收通信模块的耗材数据，并通过应用服务依据耗材数据计算付费金额，所述手机用户端用于依据付费金额进行云支付，所述手机用户端还包括微信或支付宝支付程序，微信或支付宝支付程序用于向PC后台管理端云支付；
所述手机用户端还包括实名认证系统，所述实名认证系统用于认证用户、3D打印机提供者的身份信用信息，并传输至PC后台管理端；
所述识别标志为条形码、二维码或打印机设备编号，所述3D打印机还包括与主控微处理器连接的电容触摸显示屏、SD卡接口和U盘接口，所述3D打印机还包括与通信模块相连的摄像头，所述主控板上还设有存储模块，所述存储模块用于接收存储通信模块的数据，所述通信模块还包括通过蓝牙通信或串口通信与手机用户端相连；
本发明的原理如下：
本发明中的传感器系统用于传感检测3D打印时的温度、压力、耗材流量等参数，以便监测3D打印状态，所述步进电机驱动系统用于通过步进电机驱动3D模型机械打印，定位模块可采用GPS定位模块，通过向后台服务器系统发送GPS定位参数的位置数据，定位3D打印机的地理位置，以便用户从后台服务器系统的手机用户端界面查找附近3D打印机；
所述电容触摸显示屏用于通过电容触摸向主控微处理器输入，操作3D打印和显示3D打印机的打印状态，所述SD卡接口和U盘接口分别用于插入SD卡或U盘，通过主控微处理器接入3D打印机，以便用SD卡或U盘现场传输打印任务、进行3D打印。
所述摄像头设置在3D打印机上，用于通过通信模块在4G/5G网络下与后台服务器系统传输摄像数据，以便用户通过摄像头远程监控当前打印机的工作状态；
存储模块将通信模块从后台服务器系统接收的数据暂时本地存储，便于3D打印机本地快速调用，使3D打印机通过本体存储进行打印任务的排队，进行多任务排队连续打印，提高3D打印效率；
通信模块通过4G/5G通信网络连接有后台服务器系统的手机用户端和PC后台管理端，还可以通过蓝牙通信或串口通信与手机用户端交互直传，以便手机用户端获当前打印机的主要参数和打印进度。
传感器系统检测耗材使用量，传输至耗材统计模块转换成通信模块的传输数据性好，经PC后东台管理端的接收，通过用用服务依据耗材数据作为用户使用量，进行费用累计自动计算价格，得出付费金额，跳转至手机用户端中进行云支付。
小程序可采用基于微信或其他应用平台的程序，手机用户端通过APP或小程序识别条形码或二维码，或直接输入打印机设备编号的形式，将对应3D打印机标识，以便对应连接共享使用；
同时对应标识后，PC后台管理端可以依据3D打印机通过通信模块传输的3D打印机的耗材参数，通过应用服务与手机用户端的上传3D模型的耗材数据对应筛选，APP或小程序的输入的3D模型的耗材数据，该耗材数据包括耗材填充量和耗材种类，筛选不同打印材料和打印方式的打印机，以便用户选择使用，提高3D打印实际利用效率。
实名认证系统可采用纳入蚂蚁信用系统，通过用户、3D打印机提供者的身份信用信息验证，并传输至PC后台管理端方便后台同一管理，保证共享环境监管。
所述3D打印机还包括自动调平系统，所述自动调平系统通过接收传感器系统的传感信号，驱动步进电机驱动系统的调平电机进行调平。
后台服务器系统运行任何人通过手机用户端的APP或者小程序注册，成为需要打印的共享使用者用户，或者成为空闲的3D打印机提供者，可将自己的设备共享出来使用，使3D打印机资源得到充分利用，其具体方法如下：
(1)共享使用者用户的具体实施方法：
第一步：需要3D打印的用户将手机APP或者小程序打开，通过定位当前的位置状态并发送用户定位至PC后台管理端，然后扫描当前打印机的条形码、二维码或者输入3D打印机身的代码，或通过PC后台管理端筛选不同打印材料和打印方式的打印机，指导用户去相应3D打印机的定位模块传输的位置，再扫描连接至3D打印机；
第二步：用户输入远程一键上传需要打印的文件，然后输入3D模型的填充量，后台服务器系统计算耗材使用数量，选择打印精度和摆放打印位置，正常使用默认颜色的耗材，如需更换其他颜色的耗材需要联系打印机服务人员或者自身动手更换PLA耗材；
第三步：用户输入授权打印或一键预约打印，后台服务器系统向对应3D打印机发布STL打印文件的打印任务或预约打印，3D打印机开启加热工作，开启系统打印，打印过程中通过4G/5G通信网络传输，可查看耗材累计使用量和通过摄像头查看当前打印情况；
第四步：打印完成后，后台服务器系统会根据用户的耗材使用量，自动计算价格，费用累计通过跳转手机客户端的微信或者支付宝支付程序，通过实名认证系统，认证用户的身份信用信息，纳入蚂蚁信用系统，信用支付；
第五步：用户取走打印完成的模型，自行进行处理去毛刺和支撑；
第六步：用户或者清理打印机残余废料。
(2)3D打印机共享者具体实施方法：
第一步：将手机APP或者小程序打开，注册账户，提供上传打印机的型号和品牌，输入打印机默认打印机的方式和打印安装的耗材；
第二步：输入打印机的共享位置，或由定位模块直接发送位置数据保证3D打印机的位置监管、输入服务应急人员的姓名、电话联系方式，以便出现故障及时联系负责人处理；
第三步：通过实名认证系统，认证打印机提供者的身份信用信息，纳入蚂蚁信用系统，方便后台统一管理；
第四步：绑定识别标志对应的3D打印机的4G/5G通信网络的IP账户和位置信息，便于后台服务和管理，若普通打印机则可以通过安装升级智能3D打印系统的主控板操作；
第五步：后台服务器系统绑定完成后就可以对外开放服务，建立3D打印共享业务；
第六步：共享的3D打印机在共享使用者用户进行3D打印并支付后，PC后台管理端通过应用服务和云支付、向手机用户端的3D打印机共享者结算共享报酬，3D打印机共享者通过手机APP或者小程序调用PC后台管理端查看3D打印机的使用情况。
综上，本发明通过3D打印机主控板的主控微处理器和通信模块，在4G/5G通信网络下连接后台服务器系统，以手机用户端与PC后台管理端交互、发送用户定位、调用各3D打印机数据、建立对应识别标志的3D打印机共享业务和打印任务、并进行云支付，PC后台管理端接收通信模块、手机用户端的数据、通过应用服务和数据层管理存储3D打印机的状态参数、位置数据，并向通信模块发布打印任务、通过应用服务和云支付向手机用户端结算共享报酬，实现了3D打印机的远程监管、统计收费和打印机状态反馈，使共用场所内的3D打印需求用户悉知场所内适用打印机的位置和状态，用户快速通过远程一键上传进行3D打印任务，预约打印,无需担心打印机被占用；
同时对于闲置的或不常使用且购买了3D打印机的可提供用户，通过手机用户端建立共享业务，在实名认证系统信用维护下，实现3D打印机共享服务和支付结算，以充分高效地利用打印资源，显著提高了3D打印机的利用效率，节省打印时间、降低打印成本。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，包括若干3D打印机，所述3D打印机包括传感器系统和步进电机驱动系统，其特征在于，所述3D打印机上设有识别标志和主控板，所述主控板上设有主控微处理器和通信模块，所述主控微处理器用于接收传感器系统的传感信号、控制步进电机驱动系统驱动SD打印动作、并与通信模块交互，所述通信模块用于通过4G/5G通信网络连接有后台服务器系统，进行数据传输发送；
所述后台服务器系统包括服务器系统、PC后台管理端和手机用户端，所述服务器系统用于管理PC后台管理端的应用服务和数据运维，所述PC后台管理端用于接收通信模块和手机用户端的数据、通过应用服务和数据层管理存储3D打印机的状态参数、位置数据，并向通信模块发布打印任务、通过应用服务和云支付向手机用户端结算共享报酬，所述手机用户端用于通过云服务与PC后台管理端交互、发送用户定位和输入3D打印机位置、调用各3D打印机数据、建立对应识别标志的3D打印机共享业务和打印任务、并进行云支付。
2.根据权利要求1所述的一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，其特征在于，所述3D打印机还包括与主控微处理器连接的电容触摸显示屏、SD卡接口和U盘接口，所述主控板上还设有定位模块，所述定位模块用于PC后台管理端的发送位置数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，其特征在于，所述3D打印机还包括与通信模块相连的摄像头。
4.根据权利要求1所述的一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，其特征在于，所述主控板上还设有存储模块，所述存储模块用于接收存储通信模块的数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，其特征在于，所述通信模块还包括通过蓝牙通信或串口通信与手机用户端相连。
6.根据权利要求1所述的一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，其特征在于，所述主控板上还设有耗材统计模块，所述耗材统计模块接收传感器系统的耗材数据并传输至通信模块，所述PC后台管理端用于接收通信模块的耗材数据，并通过应用服务依据耗材数据计算付费金额，所述手机用户端用于依据付费金额进行云支付。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，其特征在于，所述手机用户端包括APP或小程序，所述APP或小程序用于识别或输入对应3D打印机的识别标志，输入打印机参数数据、3D打印机位置数据建立对应识别标志的3D打印机共享业务，或发送用户定位、输入上传打印文件和3D模型的耗材数据，通过云服务调用查看各3D打印机，及PC后台管理端通过应用服务筛选适用耗材数据的3D打印机，建立对应识别标志的3D打印机打印业务，所述PC后台管理端通过应用服务依据上传的打印文件向对应3D打印机发布STL打印文件的打印任务。
8.根据权利要求7所述的一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，其特征在于，所述识别标志为条形码、二维码或打印机设备编号。
9.根据权利要求7所述的一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，其特征在于，所述手机用户端还包括微信或支付宝支付程序，微信或支付宝支付程序用于向PC后台管理端云支付。
10.根据权利要求7所述的一种基于4G/5G网络的远程共享3D打印机系统，其特征在于，所述手机用户端还包括实名认证系统，所述实名认证系统用于认证用户、3D打印机提供者的身份信用信息，并传输至PC后台管理端。
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