CN204331702U - 新型智能3d打印系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的智能3D打印系统，这种3D打印系统为目前任何普通的3D打印机提供了智能化和接入到互联网的拓展。本智能3D打印系统包含三大模块，也即智能终端模块，智能3D打印机拓展模块和带有带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块。本系统可以根据用户的需要灵活配置相应的模块进行组合。由于各个模块之间的组合非常方便，因茨我们的智能3D打印系统能够根据不同用户的需求进行方便灵活的配置，使3D打印接入互联网的门槛大大降低。同时使得3D打印摆脱了PC的束缚，使得用户可以做到随时随地打印，使得3D打印变得快捷、方便、灵活，也使得3D打印实现了智能化，从而使得用户获得更好的3D打印体验。

Description

新型智能3D打印系统

技术领域

本实用新型涉及一种新型的智能3D打印系统，通过在普通的3D打印机上拓展智能3D打印机拓展模块和智能终端模块实现3D打印的智能化，使得3D打印接入互联网的门槛大大降低。

背景技术

3D打印近几年来已经被广泛运用在建筑、文化创意、工业等领域，更是被许多专家誉为是推动第三次工业革命的重要载体。但是目前要实现一次完整的3D打印，几乎离不开PC机的束缚。3D打印作为一项快速发展的新兴技术，仍然没有与互联网，尤其是移动互联网相联系起来，打印东西的时候仍然需要在PC上设计好三维模型或者下载到三维模型后，转化为STL文件，再将STL文件导入切片软件进行切片处理，或者直接在3D打印控制软件上启动三维图形切片软件，再在3D打印控制软件上设置好与打印相关的参数，最后完成3D打印，由于需要用到PC来控制3D打印机，3D打印机的打印受到了束缚，不能做到随时随地都能够很方便地进行3D打印。试想一下，你的普通3D打印机每次打印的时候都需要有PC在边上，这是多么的麻烦，如果有一样东西，可以方便地拓展到你的3D打印机上，使得你不需要通过PC，单靠拓展之后的3D打印机，就能完成3D打印，而且可以完成在PC上能做的大多数事情，何乐而不为呢？同时当我们需要对一个物体进行建模时，往往需要在PC端的三维图形设计软件上设计很长时间，这也使得要对一个物体进行3D打印变得复杂。另外，当我们在一个没有3D打印机的地方，此时我们需要3D打印机来打印一样东西，此时只能望洋兴叹了，实现远程操控3D打印机也是有必要的。这些都说明了目前3D打印领域所存在的不足。

随着移动互联网和物联网的迅速发展，智能手机和平板电脑越来越普及，人们渴望3D打印机也能接入到移动互联网和物联网中，而这其中的关键就是3D打印系统是否智能。而目前的3D打印机都不能像PC，手机，平板等互联网终端那样方便地接入互联网。现有的3D打印机没有一种能够接入互联网，而随着移动互联网和物联网的发展，只有使3D打印机接入互联网或者物联网，才能使3D打印机获得更长足的发展。

针对目前3D打印系统存在的一些问题，我们提出了一套完整的解决方案来解决这些问题，于是这种新型的智能3D打印系统就应运而生了。该系统能够有效的减少时间成本的浪费，同时使得打印变得方便、便捷，由于嵌入了android等智能操作系统，对于3D打印系统的拓展也变得非常方便。这样就使得3D打印机摆脱了传统的束缚，成为了一个互联网终端。3D打印与移动互联网，这两种以前完全没有关联的事物，通过我们的方案，融合在了一起。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新的智能3D打印系统解决方案，有效解决了目前3D打印系统中所存在的一些问题。通过我们提供的智能终端模块与智能3D打印机拓展模块，可以方便地使3D打印机接入互联网，同时使得现有3D打印机的拓展变得非常方便。本实用新型通过以下技术方案来实现：本实用新型包括三大模块，分别是智能终端模块、智能3D打印机拓展模块、带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块，每个模块都有相应的软硬件组成。

其中智能终端模块软件上包括了基于主流移动平台操作系统开发的三维扫描软件，针对主流移动平台操作系统开发的三维图形设计软件，基于主流移动平台操作系统开发的3D打印控制软件，基于主流移动平台操作系统的三维图形共享软件客户端软件，针对主流移动平台操作系统开发的三维图形切片软件等软件。而在硬件方面则为图形处理能力较强的并且带有较高分辨率摄像头的互联网终端。智能终端拓展模块可以与智能3D打印机拓展模块、带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块通过蓝牙或者无线进行连接，蓝牙与无线标准均采用目前最新的蓝牙与无线标准。智能终端模块可以通过蓝牙或者无线控制智能3D打印机拓展模块，也可以通过蓝牙或者无线控制带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块。同时接收带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块反馈回来的实时打印状态，并根据具体情况适当作出调整。

智能3D打印机拓展模块拥有的软件包括针对主流移动平台操作系统开发的三维图形设计软件，基于主流移动平台操作系统开发的3D打印控制软件，基于主流移动平台的三维图形共享软件客户端软件，针对主流移动平台操作系统开发的三维图形切片软件。在硬件方面包括性能强劲的ARM处理器（如高通骁龙800、805，英伟达Tegra 4等处理器），性能强劲的GPU，蓝牙模块，无线Wifi模块，ROM，RAM，声卡模块，SD卡插槽，散热系统，手绘板、UPS电源，同时提供USB、PCI-E、串口连接功能，这些硬件都集成在一块拓展性能非常好的主板上，同时还包括一块高分辨率触控显示屏，同时主板还预留了很大的空间，本主板提供了所需要的一系列总线和接口，方便未来安装更多的芯片与传感器从而拓展其功能。智能3D打印机拓展模块可以与智能终端模块通过蓝牙或者无线进行连接，蓝牙与无线标准均采用目前最新的蓝牙与无线标准。智能3D打印机拓展模块也可以通过高速总线和相应的接口与带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块相连，如可以使用PCI-E或者USB 3.0等。智能3D打印机拓展模块可以通过PCI-E或者USB3.0等总线和接口控制智能3D打印机拓展模块，也可以通过蓝牙或者无线控制带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块。同时接收带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块反馈回来的实时打印状态，并根据具体情况适当作出调整。智能3D打印机拓展模块可以通过相应的总线和接口方便的连接到目前现有的普通3D打印机上，使得普通3D打印机实现智能化。

带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块则可以是目前所有的带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机。本模块由机体框架、机械轴、控制电路、喷嘴、热床、步进电机、挤出机、UPS电源、散热系统、热床温度检测装置、挤出头温度检测装置、归位控制装置、储存材料装置、送料装置、加热系统等组成。最终的打印操作是由带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块完成的。带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块可以通过PCI-E或者USB3.0等总线和接口接收智能3D打印机拓展模块发送过来的3D打印控制信息和Gcode，也可以通过蓝牙或者无线接收智能终端模块发送过来的3D打印控制信息和Gcode。同时反馈实时打印状态给智能终端模块和智能3D打印机拓展模块。

也就是说，我们提供的这套系统是为现有的3D打印机提供智能化的拓展，这其中包括让3D打印机自身实现智能化，还有就是通过使用智能移动互联网终端来帮助3D打印系统实现智能化。本系统是包括移动互联网终端、智能3D打印机拓展模块和传统普通3D打印机在内的一套完整的3D打印解决方案，包括了所有的外围设备，如可以是手机、平板，同时还包括3D打印机以及整个系统中所安装的一系列软件的结合体。这样就使得3D打印机摆脱了传统的束缚，成为了一个互联网终端。3D打印与互联网，这两种以前完全没有关联的事物，通过我们的方案，融合在了一起。

    用户可以根据自己的需要选择相应的模块来实现3D打印，也就是说，本智能3D打印系统中用户提供了三套解决方案，用户可以根据自己的需要和经济能力选择相应的模块进行组合。用户有如下三种选择：

（1）用户可以选择使用智能终端模块与带有蓝牙和无线模块的普通3D打印模块来实现打印功能；

（2）用户可以选择使用智能3D打印机拓展模块与带有蓝牙和无线模块的普通3D打印模块来实现打印功能；

（3）用户可以选择三个模块共三同实现打印功能。

本新型智能3D打印系统的第一种方案是采用智能终端模块与带有蓝牙和无线模块的普通3D打印模块的组合。由带有上述软件的无线互联网终端以及普通的带有蓝牙和无线模块的3D打印机组成。其中无线互联网终端带有一个高分辨率摄像头，可以完成对对象的三维扫描。无线互联网终端上还安装有一系列的软件来辅助3D打印的完成，包括针对主流移动平台操作系统开发的三维图形设计软件，基于主流移动平台操作系统开发的3D打印控制软件，基于主流移动平台的三维图形共享软件客户端软件，针对主流移动平台操作系统开发的三维图形切片软件。

本新型智能3D打印系统的第二种方案是采用智能3D打印机拓展模块与带有蓝牙和无线模块的普通3D打印模块的组合。通过在普通的带有蓝牙和无线模块的3D打印机上添加相应的硬件（包括：性能强劲的ARM处理器（如高通骁龙800、805，英伟达Tegra 4等处理器），性能强劲的GPU，蓝牙模块，无线Wifi模块，ROM，RAM，声卡模块，SD卡插槽，散热系统，手绘板、UPS电源，同时提供USB、PCI-E、串口连接功能，这些硬件都集成在一块拓展性能非常好的主板上，同时还包括一块高分辨率触控显示屏）和安装相应的软件（针对主流移动平台操作系统开发的三维图形设计软件，基于主流移动平台操作系统开发的3D打印控制软件，基于主流移动平台的三维图形共享软件客户端软件）来实现功能。这些硬件和软件被整合到了智能3D打印机拓展模块中，智能3D打印机拓展模块可以通过相应的总线和接口方便的连接到目前现有的带有蓝牙和无线模块的3D打印机上。此时的3D打印系统可以完全不需要任何外围设备就可以实现3D打印，并且本平台也提供了很好的拓展空间，用户未来有什么新的需求都可以通过在主板上安装新的芯片和传感器，并针对嵌入了的智能操作系统开发相关的APP即可。本智能3D打印系统可以支持当下主流的移动平台操作系统，如windows、android、Ios等。这种组合也被我们叫做3D打印一体机。

本新型智能3D打印系统的第三种方案是采用三种模块的组合，这种组合使得用户可以通过智能终端模块来远程操纵智能3D打印机拓展模块，从而远程控制3D打印机的工作，同时还兼具有以上两种组合所有的功能。包括了三大模块中的所有软硬件。

本实用新型的特点可以通过参考本案图示及以下的具体实施方式的详细说明而获得清楚的了解。

附图说明

图1为本新型智能3D打印系统的总体结构图。

图2为本新型智能3D打印系统智能终端模块结构图。

图3为本新型智能3D打印系统智能3D打印机拓展模块结构图。

图4为本新型智能3D打印系统智能3D打印机拓展模块硬件结构图。

图5为本新型智能3D打印系统带有蓝牙和无线模块的普通3D打印模块结构图。

图6为本新型智能3D打印系统第一种组合方案的结构图。

图7为本新型智能3D打印系统第二种组合方案的结构图。

图8为本新型智能3D打印系统第三种组合方案的结构图。

具体实施方式

为了更好地展示出本实用新型的技术方案以及优势之处，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明：

    如图1所示，本实用新型发明是一种新型智能3D打印系统，它包括三套详细的解决方案，三套方案分别为：

（1）用户可以选择使用智能终端模块与带有蓝牙和无线模块的普通3D打印模块来实现打印功能；

（2）用户可以选择使用智能3D打印机拓展模块与带有蓝牙和无线模块的普通3D打印模块来实现打印功能，这种新型的3D打印方案我们叫它新型3Ｄ打印一体机；

（3）用户可以选择三个模块共同实现打印功能。

    在新型智能3D打印系统中，每一套解决方案的差别是由本系统中的三大模块组合方式的不同所决定的。这三大模块分别是智能终端模块，智能3D打印机拓展模块和带有蓝牙和无线模块的普通3D打印模块。

    图2所示的智能终端模块在软件上包括了基于主流移动平台操作系统开发的三维扫描软件，针对主流移动平台操作系统开发的三维图形设计软件，基于主流移动平台操作系统开发的3D打印控制软件，基于主流移动平台操作系统的三维图形共享软件客户端软件，针对主流移动平台操作系统开发的三维图形切片软件等软件。而在硬件上则包括了图形处理能力较强的并且带有较高分辨率摄像头的互联网终端，可以是智能手机，也可以是平板电脑。智能终端模块可以通过蓝牙或者无线控制智能3D打印机拓展模块，也可以通过蓝牙或者无线控制带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块。同时接收带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块反馈回来的实时打印状态，并根据具体情况适当作出调整。智能终端模块按照如下步骤来实现功能：

《1》使用带有叫高分辨率摄像头的互联网终端对需要扫描的对象进行扫描，在此期间，三维扫描软件捕获图象数据并将其重构、转换成3D渲染效果，从而生成三维模型文件。用户也可以通过在该终端上使用三维图形设计软件设计自己想要的三维模型文件。用户也可以通过三维图形共享软件客户端来获取三维模型文件；

《2》将该三维模型文件通过三维图形切片软件进行切片处理，生成G-code文件；

《3》启动3D打印控制软件并设置好3D打印参数，读取并处理G-code文件，通过该软件实现与带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块的沟通，从而最终实现3D打印。

  图3所示的智能3D打印机拓展模块所拥有的硬件包括：性能强劲的ARM处理器（如高通骁龙800、805，英伟达Tegra 4等处理器），性能强劲的GPU，蓝牙模块，无线Wifi模块，ROM，RAM，声卡模块，SD卡插槽，散热系统，手绘板、UPS电源，同时提供USB、PCI-E、串口连接功能，这些硬件都集成在一块拓展性能非常好的主板上，同时还包括一块高分辨率触控显示屏，同时主板还预留了很大的空间，方便未来安装更多的芯片与传感器从而拓展其功能。同时也包括了基于主流移动平台操作系统开发的三维扫描软件，针对主流移动平台操作系统开发的三维图形设计软件，基于主流移动平台操作系统开发的3D打印控制软件，基于主流移动平台操作系统的三维图形共享软件客户端软件，针对主流移动平台操作系统开发的三维图形切片软件等软件。此时的3D打印系统可以完全不需要任何外围设备就可以实现3D打印，并且本平台也提供了很好的拓展空间，用户未来有什么新的需求都可以通过在主板上安装新的芯片和传感器，并针对嵌入了的智能操作系统开发相关的APP即可。本智能3D打印系统可以支持当下主流的移动平台操作系统，如windows、android、Ios等。这种组合也被我们叫做3D打印一体机。智能3D打印机拓展模块是对目前的非智能3D打印机的拓展，其可以方便地与目前的普通3D打印机整合。智能3D打印机拓展模块可以通过PCI-E或者USB3.0等总线和接口控制智能3D打印机拓展模块，也可以通过蓝牙或者无线控制带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块。同时接收带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块反馈回来的实时打印状态，并根据具体情况适当作出调整。智能3D打印机拓展模块按照如下步骤来实现功能：

《1》用户可以通过使用该模块中的三维图形设计软件设计自己想要的三维模型文件，也可以通过权力说明5中所述的三维图形共享软件客户端来获取三维模型文件；

《2》将该三维模型文件通过权力说明6中所述的三维图形切片软件进行切片处理，生成G-code文件；

《3》启动3D打印控制软件并设置好3D打印参数，读取并处理G-code文件，通过该软件实现与带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块的沟通，从而最终实现3D打印。

图4所示的为本新型智能3D打印系统智能3D打印机拓展模块硬件结构图，从图中，我们可以看到，组成智能3D打印机拓展模块的硬件，包括：性能强劲的ARM处理器（如高通骁龙800、805，英伟达Tegra 4等处理器），性能强劲的GPU，蓝牙模块，无线Wifi模块，ROM，RAM，声卡模块，SD卡插槽，散热系统，手绘板、UPS电源，同时提供USB、PCI-E、串口连接功能，这些硬件都集成在一块拓展性能非常好的主板上，同时还包括一块高分辨率触控显示屏，同时主板还预留了很大的空间，方便未来安装更多的芯片与传感器从而拓展其功能。

图5所示的为带有蓝牙和无线模块的普通3D打印模块的结构图。从图中我们可以看到，在硬件方面本模块包括机体框架、机械轴、控制电路、喷嘴、热床、步进电机、挤出机、UPS电源、散热系统、热床温度检测装置、挤出头温度检测装置、归位控制装置、储存材料装置、送料装置、加热系统等。软件方面则有专门为其开发的相应的固件程序。带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块可以通过PCI-E或者USB3.0等总线和接口接收智能3D打印机拓展模块发送过来的3D打印控制信息和Gcode，也可以通过蓝牙或者无线接收智能终端模块发送过来的3D打印控制信息和Gcode。同时反馈实时打印状态给智能终端模块和智能3D打印机拓展模块。

 图6所示的为本新型智能3D打印系统第一种组合方案的结构图，我们将智能终端模块与带有蓝牙和无线模块的普通3D打印模块整合在一起，使得3D打印实现了智能化。

  图7所示的为本新型智能3D打印系统第二种组合方案的结构图，我们将智能3D打印机拓展模块与带有蓝牙和无线模块的普通3D打印模块整合在一起，使得3D打印实现了智能化。

图8所示的为本新型智能3D打印系统第三种组合方案的结构图，我们将智能终端模块、智能3D打印机拓展模块与带有蓝牙和无线模块的普通3D打印模块整合在一起，使得3D打印实现了智能化。

Claims (4)

1.一种新型的智能3D打印系统，其特征在于，该智能3D打印系统有以下三个模块组成：

智能终端模块、智能3D打印机拓展模块、带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块，带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块是在普通的3D打印机基础上安装了蓝牙和无线通讯模块，即可以使用PCI-E或者USB3.0总线和接口，也可以使用无线WiFi或蓝牙与其它两个模块交互；智能3D打印机拓展模块即可以使用PCI-E或者USB3.0总线和接口，也可以通过无线WiFi或蓝牙与其它两个模块交互；智能终端模块使用蓝牙或者无线Wifi与其它两个模块交互。

2.根据权利要求1所述的新型智能3D打印系统，其特征在于：本新型智能3D打印系统需要一台可以接入互联网的，同时带有摄像头的互联网终端，包括智能手机或者平板电脑。

3.根据权利要求1所述的新型智能3D打印系统，其特征在于：智能3D打印机拓展模块包括以下硬件：ARM处理器，GPU，蓝牙模块，手绘板、无线Wifi模块，ROM，RAM，声卡模块，SD卡插槽，PCI-E总线，USB接口，PCI-E接口，这些拓展的硬件都集成在一块主板上，同时还包括一块触控显示屏，同时主板还预留了空间方便扩展，本主板提供了所需要的总线和接口，方便未来安装更多的芯片与传感器从而拓展其功能。

4.根据权利要求1所述的新型智能3D打印系统，三大模块中的带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块的特征如下：本模块由机体框架、机械轴、控制电路、喷嘴、热床、步进电机、挤出机、UPS电源、散热系统、热床温度检测装置、无线网卡、蓝牙芯片、挤出头温度检测装置、归位控制装置、储存材料装置、送料装置、加热系统组成，最终的打印操作是由带有蓝牙和无线模块的普通3D打印机模块完成的。