CN114115049B - 一种对气球进行自动充气和自动写字的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对气球进行自动充气和自动写字的方法，主要包括一、“前处理”程序、“气球自动充气”程序、“气球表面文字撰写”程序和“气球放飞”程序。本发明通过以上程序对干瘪气球进行自动充气以及气球表面文字的撰写，简单、高效且实用。

Description

一种对气球进行自动充气和自动写字的方法

技术领域

本发明主要涉及气球辅助加工技术领域，尤其涉及一种对气球进行自动充气和自动写字的方法。

背景技术

气球是充满空气或某种别的气体的一种密封袋。气球不但可作为玩具，也可作为运输工具。气球种类有很多，现在主要介绍天然乳胶生产出来的气球，可以作为装饰，开业庆典做的拱门，可以印制上自己的广告图案作为宣传，可以印上结婚新人的相片作为祝贺，可以装饰舞会，新人花车等等，现在气球成为一种亮丽的风景线，越来越得到人们的青睐。气球不但可作为玩具，装饰品外，还可以作为运输工具。如果气球足够大，里面气体又轻于同体积的空气，产生的浮力超过气囊和附带物体(如吊篮，热气球等)的重量时，气球就可上升。

在各种活动现场，常需将气球充气后，在气球球面上书写祝福语等文字，但上述气球充气以及在气球球面书写文字，通常多为人工手持气球或使用简易辅助设备进行操作；手持或使用辅助设备对气球充气时，均需找准气球的气嘴，效率低下，而且难以把控充气管充入气球内的气体量，很容易造成充气后的气球大小不均，另外，长时间的单一劳作操作人员容易疲惫；在气球充气后，人工手持或简单固定后，在气球表面书写文字，气球容易飘动，不易撰写，而且由于充气后的气球表面为凸面，不符合人们平时平面撰写的习惯，因此书写效果并不理想，而且容易造成笔误。

发明内容

手持或使用辅助设备对气球充气的效率低下且容易造成疲惫；此外，手持充气气球在其表面撰写文字，气球容易飘动且撰写效果不理想。为解决上述技术问题，本发明提供一种对气球进行自动充气和自动写字的方法。

本发明提供的技术方案为：

本发明提供一种对气球进行自动充气和自动写字的方法，具体包括以下步骤：

一、“前处理”程序：

A、在控制终端预设的手写区域内撰写目标文字，并将目标文字进行信息处理；具体处理过程为：将目标文字点阵化并存储点阵化后各点的位置信息、记录手写区域内各点形成的先后顺序；

B、用户根据实际需求，在所述控制终端预设的控制区内，设定步骤A中目标文字需撰写的气球数量N(N＝1、2、3、4…)；

二、“气球自动充气”程序：

S01：在所述控制终端预设的控制区内设定气球单次充气量；

S02：将待充气气球批量、依次置于导向槽内；

S02：在重力作用下，所述导向槽最下方的气球下落至夹持槽内，该气球在所述夹持槽内固定相对位置；

S03：充气软管在送气机构的驱动下与气球的充气管相接，气泵将少量气体泵入待充气气球内，使气球微鼓、挺直；

S04：微鼓气球随传送机构沿X轴方向运动，并穿过通孔；

S05：所述气泵将步骤S01中所述单次充气量的气体泵入待充气气球内，完成气球充气；

三、：“气球表面文字撰写”程序：

SS01：写字臂与固定盘沿X轴方向移动，至所述固定盘与气球表面之间的压力介于5-10N，此时所述写字臂整机位于膨胀气球的正上方；

SS02：根据“前处理”程序中点阵化目标文字输出的位置信息，改变第一步进电机和第二步进电机的转向和/或转速；所述第一步进电机实现所述固定盘带动气球绕X轴改变转向和/或转速；所述第二步进电机实现所述写字臂绕Y轴改变转向和/或转速；从而实现沿气球球面θ和角的插补计算；

SS03：根据“前处理”程序中点阵化目标文字输出的位置信息中，相邻的两点连续，可抬放画笔始终保持落笔状态；相邻的两个点离散，所述可抬放画笔在两点之间的间断处保持抬笔状态；依次完成目标文字中各笔画的撰写；

四、“气球放飞”程序：

按“前处理”程序中点阵化目标文字各点形成的先后顺序，当完成对最后一个点的撰写，使所述可抬放画笔处于抬笔状态，所述写字臂与所述固定盘沿远离气球的方向移动；所述写字臂绕Y轴旋转，至所述写字臂与气球在Z轴方向上无重合区域，使所述夹持槽处于开放状态，完成表面文字撰写后的气球能够自行飘向空中。

用户在“前处理”程序的步骤B中，程序一、二、三、四自动运行，用户需向所述导向槽内及时补充待充气气球，当完成指定量的气球表面文字撰写，程序一、二、三、四停止运行，用户需重新撰写目标文字并设定需撰写的气球数量N。

优选的，在“前处理”程序中，用户可根据需求，在控制终端预设的控制区内，设定目标文字的缩放比；缩放比的设定范围在0.1-10之间。

本发明的有益效果：

本发明提供的对气球进行自动充气和自动写字的方法，不仅实现了气球的全自动充气，而且能够将充气后的膨胀气球固定在特定区域内，避免气球随意飘动，稳定对充气后的气球表面进行文字撰写活动；此外，通过写字臂和固定盘配合，实现在气球球面θ和角的插补计算，实现模拟仿真撰写的目的，将客户撰写的目标文字复刻至气球表面，保障用户满意度；另一方面，本发明实现了“一写多印”的效果：用户只需撰写一次目标文字，同一目标文字可批量复刻到气球上；同时本发明保障充气气球大小均匀，能够保证气球外部美观性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明中关于自动气球写字机的立体结构图；

图2为本发明中关于自动气球写字机另一角度的立体结构图；

图3为本发明中关于自动气球写字机处于充气过程中的内部立体结构图；

图4为本发明中关于自动气球写字机处于充气结束状态的内部立体结构图；

图5为所述定位装置的部分立体结构图；

图6为所述写字机构的立体结构图；

图7为所述传送机构的主视图；

图8为图7中A处结构的放大图；

图9为所述导向杆部分工作状态的立体结构图；

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。

应当理解的是，当在本说明书中如使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，如出现术语“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面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说明，显然所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对附图中提供的本发明实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

手持或使用辅助设备对气球充气的效率低下且容易造成疲惫；此外，手持充气气球在其表面撰写文字，气球容易飘动且撰写效果不理想。为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种对气球进行自动充气和自动写字的方法；

该方法是通过自动气球写字机实现的，该自动气球写字机包括：底座支架1、安装在所述底座支架1上的数控中心2、外连所述数控中心2的控制终端3、设置于所述底座支架1一侧的定位装置4、设置于所述底座支架1另一侧的传送机构5、安装在底座支架1上的充气机构6和架设在底座支架1正上方的写字机构7；定位装置4包括第一步进电机401、安装在第一步进电机401转轴上的固定盘402和板面垂直于底座支架1设置的回转支撑板403；回转支撑板403设在固定盘402和传送机构5之间；贯穿回转支撑板403板面设置有通孔8；第一步进电机401以及固定盘402通过第一步进滑台9驱动，沿X轴方向运动；固定盘402通过第一步进电机401驱动，绕X轴旋转，其盘面始终正对通孔8设置；传送机构5包括机架501和设在机架501底部两个夹持爪502，传送机构5整体通过第二步进滑台10驱动，沿X轴方向运动；机架501包括两面侧板、设在两面侧板之间的导向板和设在两面侧壁底部的底板；贯穿导向板板面设有正对通孔8设置的导向槽11；两个夹持爪502通过第二步进电机12驱动，沿Y轴方向运动；两个夹持爪502相对设置有用于夹持气球的充气管的夹持槽13；夹持槽13与导向槽11相通；充气机构6与传送机构5同侧设置，包括安装在底座支架1一侧的气泵601和配合气泵601使用的充气软管602；机架501内固设送气机构14；送气机构14包括导向杆1401、用于驱动导向杆1401进行平移的第三步进电机1402和固定安装在导向杆1401上的软管支架1403；充气软管602在软管支架1403的夹持下，朝向或远离夹持槽13运动；写字机构7包括架设在气球上方的写字臂701和安装在写字臂701上的可抬放画笔702，写字臂701通过第四步进电机15驱动，绕Y轴旋转；可抬放画笔702的笔尖靠近气球的球面设置；导向槽11的内侧设有接近开关(图中未示)；夹持槽13的槽面设有光电开关35；正对通孔8的固定盘402的盘面上设有压力传感器16。

写字臂701的两侧设有两块支撑板31；写字臂701是由两纵梁7011和安装在两纵梁7011之间的横梁7012构成的“匚”形结构，方便纵梁7011与横梁7012之间的拆卸与更换；横梁7012的中心设有矩形槽17、底部设有舵机18；矩形槽17内的边缘铰接有用于固定可抬放画笔702的板式笔架19；舵机18轴上固定套设有舵盘；舵盘的末端接触笔架19的板面；舵机18接收来自数控中心2的指令，其转轴带动套接在其上的舵盘转动，实现顶起或放下笔架19以及笔架19上的可抬放画笔702的作用。

第一步进滑台9由第五步进电机901、固定安装在底座支架1上的第一滑轨902和沿第一滑轨902滑行的第一滑台903构成；第一滑台903上固定安装有“U”形滑动连接板20；“U”形滑动连接板20的两端与两块支撑板31的外壁固定相接；“U”形滑动连接板20上固定安装有固定板21；固定板21是由水平板和竖直板构成的“L形”结构，水平板部分起到基础支撑的作用；固定板21的水平板固定安装于滑动连接板20的顶面，起增高作用；第一步进电机401的转轴贯穿竖直板的板面设置，该转轴贯穿竖直板的板面，末端连接至固定盘402并直于固定盘402的盘面设置。

第二步进滑台10由第六步进电机、固定安装在底座支架1上的第二滑轨和沿第二滑轨滑行的第二滑台构成；机架501通过底板固定安装于第二滑台的顶面，机架501整体随第二滑台滑动；导向槽11包括安装孔1101和导向轨1102；安装孔1101的孔径大于导向轨1102的宽度，具体使用时，充气管穿过孔径较大的安装孔1101后卡接在导向轨1102内即可；夹持爪502平行于导向板，镜像设在导向轨1102的两侧；导向轨1102两侧的导向板上反向相对设置有两组第七步进电机22；第七步进电机22的转轴上套设有第一旋翼23；装置启动前，第一旋翼23径向平行于基准平面，将带有未充气气球的送入导向槽11内，在前后两个第一旋翼23的限位作用下，所有充气管依次排列在第一旋翼23的上方，第七步进电机22运行，第一旋翼23旋转，至其径向垂直于基准平面，单个充气管滑落，第七步进电机22随即驱动第一旋翼23反向旋转，至初始水平状态，保证仅有一个充气管滑落至第一旋翼23下方的导向轨1102内，导向轨1102两侧的导向板上镜像设有两组限位组；每组限位组由两块前后设置的限位板24构成；单个夹持爪502在同组的两块限位板24之间，沿Y轴方向滑行；两个夹持爪502的正下方分别设有一组调隙组件；调隙组件25是由两块滑板和设在两块滑板之间的滑块构成的“匚”形结构；夹持爪502通过螺栓固定与滑块固定相接；底座支架1上固定安装有限位盘26；“匚”形调隙组件25利用其凹槽沿限位盘26顶面滑行

限位盘26上安装有用于驱动两个调隙组件25滑行的驱动装置27；进一步的，驱动装置27包括第二步进电机12、第二旋翼2702和弧形连接板2703；第二步进电机12的转轴贯穿限位盘26设置，第二旋翼2702的中心固定套设在该转轴的末端；弧形连接板2703的两端安装在第二旋翼2702的两端与两块滑板之间；弧形连接板2703与第二旋翼2702、滑板的连接方式均为铰接；使用过程中，当气球的充气管滑落至接近开关，接近开关将气管经过的信号传输至数控中心2，第二步进电机12接收来自数控中心2的指令，其转轴顺时针或逆时针旋转，第二旋翼2702随转轴相应转动，与第二旋翼2702两端铰接的弧形连接板2703位置改变并施加作用力于两块的滑板，两调隙组件25及夹持爪502靠拢，将下落至两个夹持爪502之间的充气管，固定在两个夹持槽13内，同时，光电开关35将气管经过的信号传输至数控中心2，由数控中心2向第三步进电机1402发出指令，第三步进电机1402驱动导向杆1401及其上的用于夹持充气软管602的软管支架1403平移，直至充气软管602与气球充气管相接；气球表面文字撰写完成后，第三步进电机1402和第二步进电机12逆运转，充气软管602与充气管分离，两个夹持爪502分离，气球便可飘向空中。

第三步进电机1402固定安装在机架501的外侧，其转轴贯穿其中一面侧板设置，转轴的末端依次连接第一旋杆28和第二旋杆29；第二旋杆29与导向杆1401的一端相接；第一旋杆28、第二旋杆29和导向杆1401之间的连接方式均为铰接；第三步进电机1402与第一旋杆28的连接方式为固定套接；导向杆1401设有配合导轨34使用的滑槽，保证导向杆1401不会滑脱滑轨。

充气软管602末端设有配合气球的充气管使用的气嘴32；软管支架1403固定安装在导向杆1401上，软管之间的中心设有用于固定气嘴32的限位孔33，将气嘴32固定在限位孔33内。

为了保证气球旋转的流畅性，在本实施中优选的，回转支撑板403的通孔8内设有回转轴承30；回转轴承30的外圈嵌于通孔8内部；回转轴承30的内圈的外侧边设置为边倒圆结构，避免气球与较为锋利的回转轴承30内圈的外侧边接触，造成气球爆炸的问题。

控制终端3的存在形式为平板、手机等电子设备，撰写文字的平台为微信公众号、APP等媒介，控制终端3通过无线方式与数控中心2进行数据通讯；接近开关和光电开关35均与数控中心2电连接；数控中心2分别电连接第一步进电机401、第二步进电机12第三步进电机1402、第四步进电机15、第五步进电机901、第六步进电机、第七步进电机22、舵机18和气泵601。

本发明的实施例提供一种对气球进行自动充气和自动写字的方法，该方法具体包括以下步骤：

一、“前处理”程序：

A、在控制终端预设的手写区域内撰写目标文字，并将目标文字进行信息处理；具体处理过程为：将目标文字点阵化并存储点阵化后各点的位置信息、记录手写区域内各点形成的先后顺序；

B、用户根据实际需求，在所述控制终端预设的控制区内，设定步骤A中目标文字需撰写的气球数量N(N＝1、2、3、4…)；

二、“气球自动充气”程序：

S01：在所述控制终端预设的控制区内设定气球单次充气量；

S02：将待充气气球批量、依次置于导向槽内；

S02：在重力作用下，所述导向槽最下方的气球下落至夹持槽内，该气球在所述夹持槽内固定相对位置；

S03：充气软管在送气机构的驱动下与气球的充气管相接，气泵将少量气体泵入待充气气球内，使气球微鼓、挺直；

S04：微鼓气球随传送机构沿X轴方向运动，并穿过通孔；

S05：所述气泵将步骤S01中所述单次充气量的气体泵入待充气气球内，完成气球充气；

三、：“气球表面文字撰写”程序：

SS01：写字臂与固定盘沿X轴方向移动，至所述固定盘与气球表面之间的压力介于5-10N，此时所述写字臂整机位于膨胀气球的正上方；

SS02：根据“前处理”程序中点阵化目标文字输出的位置信息，改变第一步进电机和第二步进电机的转向和/或转速；所述第一步进电机实现所述固定盘带动气球绕X轴改变转向和/或转速；所述第二步进电机实现所述写字臂绕Y轴改变转向和/或转速；从而实现沿气球球面θ和角的插补计算；

SS03：根据“前处理”程序中点阵化目标文字输出的位置信息中，相邻的两点连续，可抬放画笔始终保持落笔状态；相邻的两个点离散，所述可抬放画笔在两点之间的间断处保持抬笔状态；依次完成目标文字中各笔画的撰写；

四、“气球放飞”程序：

按“前处理”程序中点阵化目标文字各点形成的先后顺序，当完成对最后一个点的撰写，使所述可抬放画笔处于抬笔状态，所述写字臂与所述固定盘沿远离气球的方向移动；所述写字臂绕Y轴旋转，至所述写字臂与气球在Z轴方向上无重合区域，使所述夹持槽处于开放状态，完成表面文字撰写后的气球能够自行飘向空中。

用户在“前处理”程序的步骤B中，程序一、二、三、四自动运行，用户需向所述导向槽内及时补充待充气气球，当完成指定量的气球表面文字撰写，程序一、二、三、四停止运行，用户需重新撰写目标文字并设定需撰写的气球数量N。

采用上述方法对气球进行充气和写字，不仅实现了气球的全自动充气，而且能够将充气后的膨胀气球固定在特定区域内，避免气球随意飘动，稳定对充气后的气球表面进行文字撰写活动；此外，通过写字臂和固定盘配合，实现在气球球面θ和角的插补计算，实现模拟仿真撰写的目的，将客户撰写的目标文字复刻至气球表面，保障用户满意度；另一方面，本发明实现了“一写多印”，用户只需撰写一次目标文字，同一目标文字可批量复刻到气球上，同时本发明保障充气气球大小均匀，能够保证气球外部美观性。

在本实施中优选的，在“前处理”程序中，用户可根据需求，在控制终端预设的控制区内，设定目标文字的缩放比，用户平时文字撰写的大小不一，气球球面面积大小也不尽相同，因此设定缩放比的设定范围在0.1-10之间，用户既可根据实际需求选择缩放比。

上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利所申请的权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.一种对气球进行自动充气和自动写字的方法，具体包括以下步骤：

一、“前处理”程序：

A、在控制终端预设的手写区域内撰写目标文字，并将目标文字进行信息处理；具体处理过程为：将目标文字点阵化并存储点阵化后各点的位置信息、记录手写区域内各点形成的先后顺序；

B、用户根据实际需求，在所述控制终端预设的控制区内，设定步骤A中目标文字需撰写的气球数量N(N＝1、2、3、4…)；

二、“气球自动充气”程序：

S01：在所述控制终端预设的控制区内设定气球单次充气量；

S02：将待充气气球批量、依次置于导向槽内；

S02：在重力作用下，所述导向槽最下方的气球下落至夹持槽内，该气球在所述夹持槽内固定相对位置；

S03：充气软管在送气机构的驱动下与气球的充气管相接，气泵将少量气体泵入待充气气球内，使气球微鼓、挺直；

S04：微鼓气球随传送机构沿X轴方向运动，并穿过通孔；

S05：所述气泵将步骤S01中所述单次充气量的气体泵入待充气气球内，完成气球充气；

三、：“气球表面文字撰写”程序：

SS01：写字臂与固定盘沿X轴方向移动，至所述固定盘与气球表面之间的压力介于5-10N，此时所述写字臂整机位于膨胀气球的正上方；

SS02：根据“前处理”程序中点阵化目标文字输出的位置信息，改变第一步进电机和第二步进电机的转向和/或转速；所述第一步进电机实现所述固定盘带动气球绕X轴改变转向和/或转速；所述第二步进电机实现所述写字臂绕Y轴改变转向和/或转速；从而实现沿气球球面θ和角的插补计算；

SS03：根据“前处理”程序中点阵化目标文字输出的位置信息中，相邻的两点连续，可抬放画笔始终保持落笔状态；相邻的两个点离散，所述可抬放画笔在两点之间的间断处保持抬笔状态；依次完成目标文字中各笔画的撰写；

四、“气球放飞”程序：

按“前处理”程序中点阵化目标文字各点形成的先后顺序，当完成对最后一个点的撰写，使所述可抬放画笔处于抬笔状态，所述写字臂与所述固定盘沿远离气球的方向移动；所述写字臂绕Y轴旋转，至所述写字臂与气球在Z轴方向上无重合区域，使所述夹持槽处于开放状态，完成表面文字撰写后的气球能够自行飘向空中。

用户在“前处理”程序的步骤B中，程序一、二、三、四自动运行，用户需向所述导向槽内及时补充待充气气球，当完成指定量的气球表面文字撰写，程序一、二、三、四停止运行，用户需重新撰写目标文字并设定需撰写的气球数量N。

2.根据权利要求1所述的对气球进行自动充气和自动写字的方法，其特征在于：在“前处理”程序中，用户可根据需求，在控制终端预设的控制区内，设定目标文字的缩放比；缩放比的设定范围在0.1-10之间。