三维动态展示系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三维动态展示系统，包括有三维模型雕刻系统和三维动态投影系统，其中，三维模型雕刻系统，用于在模型基材（５）上制作所需要的三维模型；三维动态投影系统，用于制作所需投影的内容，并通过投影使得三维模型雕刻系统所制作的三维模型上展现该投影内容。本发明专利技术公开的三维动态展示系统的展示内容和形式可以进行灵活调整，表现形式多样化，且制作迅速、造价低廉，适合大规模的推广应用，具有重大的生产实践意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三维投影
，特别是涉及一种三维动态展示系统。
技术介绍
近年来，随着投影仪技术的进步，以此为基础的平面投影技术得到很大 发展。平面投影在分辨率，色彩还原度以及亮度等方面质量的提升，使得平 面投影的效果取得了质的飞跃，被广泛应用于会议报告、多媒体教学、文艺 节目等领域。人们通过使用平面投影项技术，能够根据自己的思路，将要展示的内容进行投影内容的设定，剪辑，以达到更好的投影效果。然而随着计算机3D技 术的发展，越来越多的场合要求所进行的各种展示、汇报能够结合三维的实 体模型技术，给观众一个更为直观、生动的视觉印象。目前市场上的三维展示系统多为三维模型配以声、光、电技术。其中， 三维模型多为手工堆砌，精度低，耗时长。近年来由于声、光、电技术的引 进，使得三维模型的展示效果有了很大的提高，从而在园区宣传，楼盘展示， 博物馆展览等领域得到了广泛应用。但是，由以上技术构成的三维展示系统，存在制作耗时长，成本高，维 护困难等缺点，而且这些系统一旦制作，只能用于一种用途，展示内容和形 式都无法修改，表现形式单一，不具备持续的生命力，导致往往在一个很短 的周期内，就会由于所需展示内容的变化而需要重新投入成本制作，使得三 维展示系统的成本增加。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种三维动态展示系统，其展示内容和 形式可以进行灵活调整，表现形式多样化，且制作迅速、造价低廉，适合大 M^莫的推广应用，具有重大的生产实践意义。为此，本专利技术提供了一种三维动态展示系统，包括有三维模型雕刻系统4和三维动态投影系统，其中，三维模型雕刻系统，用于在模型基材5上制作所需要的三维模型； 三维动态投影系统，用于制作所需投影的内容，并通过投影使得三维模 型雕刻系统所制作的三维模型上展现该投影内容。 优选地，所述三维模型雕刻系统，包括三维雕刻计算机控制系统1,用于将所需加工的三维模型数据处理后实 时发送给龙门机器人系统4，控制龙门机器人系统4在模型基材上进行雕刻；PCI多轴运动控制卡2，与三维雕刻计算机控制系统1相连接，用于计 算出龙门机器人系统4每一时拍的XYZ轴的电机转数；龙门机器人系统4，与多轴运动控制卡2通过排线相连接，用于在接收 到经过处理的三维模型数据后，控制其上的电机将夹持铣刀的机器人末端运 动到三维模型数据所指定的位置，对模型基材5进行雕刻，形成三维模型6。优选地，所述龙门机器人系统4对模型基材5进行雕刻的方式为分层加 工方式。优选地，所述PCI多轴运动控制卡2与三维雕刻计算机控制系统1通过 PCI插槽3相连接，所述龙门机器人系统4与多轴运动控制卡(2)通过排线 相连4妻。优选地，所述三维模型雕刻系统还包括模型打磨装置，该装置采用与 模型基材相匹配的砂纸进行打磨，使三维模型的表面平整光滑；以及单色处理装置，该单色处理装置用于对三维^t型6进行单色处理， 使得单色涂料均匀分布在在三维模型6的表面，形成经过单色处理后的三维 模型8。优选地，所述单色涂料为以钛白粉为基本材料的涂料。 优选地，所述三维动态投影系统包括三维动态投影计算机控制系统9,用于根据三维模型表达的信息进行编 制，并根据所需要展示的内容进行修改，使三维投影的内容具备动态性；投影设备ll,用于在启动后，接收三维动态投影计算机控制系统9所发 送过来的投影内容信息，并将该内容投放到三维单色模型8上，使三维单色 模型8展示出立体的三维彩色信息，形成三维动态投影展示模型12。优选地，所述三维单色模型8的正面必须与投影设备11的投射方向重合，其与投影设备11之间的距离根据投影的需要进行调整，投影设备11的投影 到三维模型的面积与三维模型的面积相等且在物理上重叠。优选地，所述模型基材5为密度可调的聚乙烯树脂基材。 由以上本专利技术提供的技术方案可见，本专利技术与现有技术相比，本专利技术提 供的三维动态展示系统的展示内容和形式可以进行灵活调整，表现形式多样 化，且制作迅速、造价低廉，适合大规模的推广应用，具有重大的生产实践 意义。附图说明图1为本专利技术提供的三维动态展示系统的结构示意图2为本专利技术提供的三维动态展示系统中三维模型雕刻系统的结构示意图3为本专利技术提供的三维动态展示系统中三维模型经过表面处理和单色 处理后的变化示意图4为本专利技术提供的三维动态展示系统中三维动态投影系统的结构示意图。具体实施例方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1为本专利技术提供的三维动态展示系统的结构示意图，参见图1，本专利技术的三维动态展示系统包括有三维模型雕刻系统和三维动态投影系统，其中 三维模型雕刻系统101，用于在^t型基材上制作所需要的三维^t型； 在本专利技术中，该模型基材优选为采用密度可调的聚乙烯树脂基材。 三维动态投影系统102,用于制作所需投影的内容，并通过投影使得三维模型雕刻系统101所制作的三维模型上展现该投影内容。参见图2，对于本专利技术所采用的三维模型雕刻系统101，包括有 三维雕刻计算机控制系统1，用于将所需加工的三维模型数据处理后实时发送给龙门机器人系统4，控制龙门机器人系统4在模型基材上进行雕刻； 具体实现上，三维雕刻计算机控制系统1用于根据三维模型的数据进行6龙门机器人系统4的轨迹规划，通过PCI插槽3控制PCI多轴运动控制卡2 计算出龙门机器人系统4每一时拍的XYZ轴的电机转数，并发送给龙门机 器人系统4;PCI多轴运动控制卡2，与三维雕刻计算机控制系统1通过PCI插槽3 相连接，用于计算出龙门机器人系统4每一时拍的XYZ轴的电机转数；龙门机器人系统4，与多轴运动控制卡2通过排线相连接，用于在接收 到经过处理的三维模型数据后，控制其上的电机将夹持铣刀的机器人末端运 动到三维模型数据所指定的位置，对模型基材5进行雕刻，形成三维模型6。 需要说明的是，模型基材5在雕刻过程中固定在龙门机器人系统4的加工空 间内。在本专利技术中，龙门机器人系统为三自由度机器人，在加工空间内由三个 电机控制及伺服系统可进行XYZ三个平面的精确运动。机器人末端的铣刀 由直流电机驱动，绕机器人Z轴旋转。龙门机器人系统根据三维模型的高度 数据，通过末端铣刀对基材进行雕刻处理。为了保证三维模型的细节精度， 在雕刻过程中采用多种铣刀结合的方法，铣刀直径有10mm、 5mm及3mm 三种。本专利技术的三维模型雕刻系统结合了计算机控制系统、龙门机器人加工技 术、自动化控制技术，所采用的模型基材5为密度可调的聚乙烯树脂基材， 由计算机控制控制龙门机器人系统，将所需加工的三维模型数据处理后实时 地发送给龙门机器人系统，龙门机器人接收到数据后，控制电机准确地将夹 持铣刀的机器人末端运动到数据所指定的位置进行加工。经过实验证明，本 专利技术的三维模型雕刻系统101所制作的三维模型尺寸范围可以达到 2500mm* 1200mm，高程落差可达500mm，加工时间不超过4小时。参见图2，具体实现上，例如，三维模型雕刻系统的加工平台为龙门机 器人，模型的加工尺寸为2500mm* 1200mm*50mm,模型基材为聚乙烯树脂， 基材的密度可调。运用上述的三维模型雕刻系统，具体的加工实现步骤为 三维雕刻计算机控制系统1根据三维模型的数据进行龙门机器人轨迹规划， 通过PCI插槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维动态展示系统，其特征在于，包括有三维模型雕刻系统和三维动态投影系统，其中，　三维模型雕刻系统，用于在模型基材（５）上制作所需要的三维模型；　三维动态投影系统，用于制作所需投影的内容，并通过投影使得三维模型雕刻系统所制作的三维模型上展现该投影内容。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘景泰，孙雷，陈新伟，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]