一种基于单点定位技术的移动机器人打印系统技术方案

本发明专利技术属于打印机技术领域，具体为一种基于单点定位技术的移动机器人打印系统。其由激光自动跟踪仪、移动打印机器人和控制中心构成；激光自动跟踪仪包含跟踪测距单元和通讯单元，移动打印机器人包含运动单元、控制单元、棱镜、直线滑动单元、多轴机械臂、喷墨打印单元和通讯单元；控制中心包含计算机和通讯单元；将激光自动跟踪仪放置在打印区域外的任意位置，将棱镜设置在打印设备上，实现对单台或多台打印设备进行定位和定向，在打印设备上设置多轴机械臂，实现打印头朝向任意方向，将图像打印到任意方向的物体表面。本发明专利技术实现了打印设备的坐标参数和三维姿态参数的连续获取，具有定位精度高、自动化程度高和易于实现等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于打印机
，具体涉及一种基于单点定位技术的移动机器人打印系统。
技术介绍
目前在移动打印领域，打印系统通常采用两点定位方法或三点定位方法（专利公开（公告）号­: CN102616020A、CN101332723A），其不足之处在于需要更多的定位器，因而成本较大。目前在移动打印领域，打印喷头通常都是朝下打印（专利公开（公告）号­: CN104129180A），这样打印的对象就受到很大的限制，无法打印到其他方向的对象上。
技术实现思路
针对目前移动打印机定位成本高、不能自由打印、不能朝任意方向打印的不足之处，本专利技术的目的在于提出成本较低、且能自由打印的移动机器人打印系统。本专利技术提供的移动机器人打印系统，是基于单点定位技术的，该移动机器人打印系统，主要由激光自动跟踪仪、移动打印机器人和控制中心构成；激光自动跟踪仪包含跟踪测距单元和通讯单元，移动打印机器人包含运动单元、控制单元、棱镜、直线滑动单元、多轴机械臂、喷墨打印单元和通讯单元；控制中心包含计算机和通讯单元。本专利技术中，所述移动打印机器人上的多轴机械臂，其前端安装有一个打印喷头，控制单元能够控制机械臂将打印喷头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单点定位技术的移动机器人打印系统，其特征在于，由激光自动跟踪仪、移动打印机器人和控制中心构成；激光自动跟踪仪包含跟踪测距单元和通讯单元，移动打印机器人包含运动单元、控制单元、棱镜、直线滑动单元、多轴机械臂、喷墨打印单元和通讯单元；控制中心包含计算机和通讯单元；所述移动打印机器人上的多轴机械臂，其前端安装有一个打印喷头，控制单元控制机械臂将打印喷头移动到需要的坐标，朝向需要的角度，从而实现朝任意方向打印；控制中心根据目标坐标和目标方向，结合移动打印机器人的坐标和朝向，计算得到机械臂需要调整的角度，然后通过移动打印机器人上的通讯单元，将机械臂需要调整的角度和打印图案，发送给移动打印机器上的...

【技术特征摘要】
1.一种基于单点定位技术的移动机器人打印系统，其特征在于，由激光自动跟踪仪、移动打印机器人和控制中心构成；激光自动跟踪仪包含跟踪测距单元和通讯单元，移动打印机器人包含运动单元、控制单元、棱镜、直线滑动单元、多轴机械臂、喷墨打印单元和通讯单元；控制中心包含计算机和通讯单元；所述移动打印机器人上的多轴机械臂，其前端安装有一个打印喷头，控制单元控制机械臂将打印喷头移动到需要的坐标，朝向需要的角度，从而实现朝任意方向打印；控制中心根据目标坐标和目标方向，结合移动打印机器人的坐标和朝向，计算得到机械臂需要调整的角度，然后通过移动打印机器人上的通讯单元，将机械臂需要调整的角度和打印图案，发送给移动打印机器上的控制单元，移动打印机器人上的通讯单元，接收到机械臂需要调整的角度和打印图案，传输给移动打印机器人上的控制单元，控制单元控制机械臂调整角度，并将喷头移动到目标坐标和方向，打印所需的图案；其中，所述单点定位通过如下方式实现：激光自动跟踪仪位于打印区域之外，移动打印机器人位于打印区域中，激光自动跟踪仪跟踪到移动打印机器人上的棱镜，并测量得到一组两者之间的相对距离和角度；移动打印机器人移动一段距离后，或是移动打印机器人静止时，棱镜在直线滑轨上移动到滑轨的另一端，激光自动跟踪仪跟踪到移动打印机器人上的棱镜，并测量得到第二组两者之间的相对距离和角度；激光自动跟踪仪通过其上的通讯单元将两组测量距离和角度数据，传送给控制中心，控制中心通过其上的通讯单元接收数据，并结合棱镜在直线滑轨上移动的距离，计算出移动打印机器人的坐标和朝向，实现单点定位。2.根据权利要求1所述的基于单点定位技术的移动机器人打印系统，其特征在于，所述的激光自动跟踪仪中的跟踪测距单元使用自动跟踪测距全站仪，全站仪通过螺丝固定的方式，安装在专用三脚架上，然后架设在水平地面上；激光自动跟踪仪中的通讯单元使用WLAN通讯模块，模块通过螺丝固定的方式，安装在三脚架侧面；全站仪与该WLAN通讯模块之间使用串行通讯方式，通过三芯串口线进行连接；全站仪通过光学方法跟踪移动打印机器人上的棱镜、并测量其距离和角度，测量得到的距离和角度，通过串口传送给所述通讯单元，通讯单元通过WLAN方式，传送给控制中心。3.根据权利要求2所述的基于单点定位技术的移动机器人打印系统，其特征在于，控制中心中的计算机使用台式计算机，平放在打印区域以外地面上；控制中心中的通讯单元使用WLAN通讯模块，模块平放在台式计算机机箱上；台式计算机与WLAN通讯模块之间使用串行通讯方式，通过三芯串口线进行连接；控制中心的通讯单元通过WLAN方式，接收到全站仪测量得到的距离和角度，然后通过串口传送给计算机；计算机接收到距离和角度数据后，结合两次测量数据，计算得到移动打印机器人的坐标和方向；计算机再根据打印目标的坐标和方向，计算得到移动打印机器人需要移动的距离和方向，并通过串口将需要移动的距离和方向传送给控制中心的通讯单元，该通讯单元通过WLAN方式，传送给移动打印机器人；移动打印机器人到达打印目标坐标和方向后，计算机根据打印目标平面的位置和角度，计算得到机械臂需要转动的角度，并通过串口将转动角度传送给通讯单元，通讯单元通过WLAN方式，传送给移动打印机器人；机械臂完成转动、打印头朝向打印目标表面后，计算机将需要打印的图案，通过串口传送给通讯单元，通讯单元通过WLAN方式，传送给移动打印机器人完成打印。4.根据权利要求3所述的基于单点定位技术的移动机器人打印系统，其特征在于，使用六块铝合金板，采用螺丝固定的方式，组合成一个长方体，作为移动打印机器人的框架；其中：移动打印机器人中的直线滑动单元包含一套皮带式直线滑轨、一个步进电机和一个步进电机驱动器；步进电机与直线滑轨通过联轴器连接，并且步进电机使用螺丝固定到直线滑轨侧面上；直线滑轨通过螺丝固定在移动打印机器人框架的上表面的中心线上，且直线滑轨两端间长度与机器人框架上表面的长边长度相等；步进电机驱动器与步进电机通过四芯电线连接，与控制单元通过多芯电线连接，并通过螺丝固定在移动打印机器人框架的上表面；直线滑动单元接收控制单元发送的命令，控制步进电机带动皮带转动，实现直线滑轨上的滑块的移动；移动打印机器人中的棱镜使用一个全站仪专用棱镜，是全站仪跟踪和测距的目标，通过螺丝固定到直线滑轨的滑块上。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹新春，
申请(专利权)人：上海银帆信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31