CN113523609A - 一种用于3d建模激光切割的语音智能机器人 - Google Patents

一种用于3d建模激光切割的语音智能机器人 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，涉及激光切割技术领域，包括MCU控制器以及与所述MCU控制器相连的3D扫描成像装置、投影仪、激光切割装置、语音控制装置和驱动电机；所述3D扫描成像装置输出端与所述投影仪输入端连接，所述投影仪输出端与所述激光切割装置输入端连接，所述激光切割装置与所述驱动电机连接；本发明通过语音控制装置进行语音控制，由3D扫描成像装置对物品进行扫描并建模成像得到立体图形，再通过投影仪将立体图形投影到需要切割的物品上，由驱动电机控制激光切割装置以及机器人的动态操作，完成切割，无需使用模具和人工，节省了大量的人力和物力，避免造成环境的污染。

Description

一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人
技术领域
本发明涉及激光切割技术领域，具体而言，涉及一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人。
背景技术
机器人是指自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作，激光切割机器人就是机器人中的一种，激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。
然而，在现有产品，大多采用等离子手工切割机，加工精度很差，特别是对于小孔径或异形孔都无法加工，只能通过开采模具一一实现，然而使用开采模具会浪费大量的材料，而且切割需要人工，因此需要耗费大量的人力资源、花费大量资金和时间才能解决此类加工难题。而且，在实际生产过程中灰尘多，污染大，对使用人工操作的操作工的身体造成很大的伤害。另外，在现有技术中也出现了3D激光切割设备，但不能实现3D激光扫描建模和激光切割相结合，只能单纯的进行激光切割。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，其能够适。
本发明的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，其包括MCU控制器以及与上述MCU控制器相连的3D扫描成像装置、投影仪、激光切割装置、语音控制装置和驱动电机；上述3D扫描成像装置输出端与上述投影仪输入端连接，上述投影仪输出端与上述激光切割装置输入端连接，上述激光切割装置与上述驱动电机连接。
其中，上述MCU控制器用于接受各模块的数据信息并进行处理；上述3D扫描成像装置用于对物品进行扫描并建模成像以得到立体图形；上述投影仪用于将上述立体图形投影到需要切割的物品上；上述激光切割装置用于通过上述立体图形对上述物品进行实物锁定并切割；上述语音控制模块用于采集语音信息并识别后发送至上述MCU控制器；上述驱动电机用于接收上述MCU控制器的指令信息并对机器人进行动态控制。
在本发明的一些实施例中，上述3D扫描成像装置包括3D激光扫描机和与其相连的3D打印机，上述3D激光扫描机与上述MCU控制器连接，上述3D打印机与上述投影仪连接。
其中，3D激光扫描机用于对物品进行扫描并建立3D模型，3D打印机用于对扫描到的物品进行3D建模打印成像。
具体地，在工作时，MCU控制器控制3D激光扫描机对物品进行扫描并建立3D模型，然后3D打印机对3D激光扫描机扫描到的物品进行3D建模并打印成像，从而形成立体图形，然后通过投影仪即可将立体图形照射出来，即可在锁定后进行精确的切割。
在本发明的一些实施例中，上述激光切割装置包括激光器、激光切割头和辅助工具，上述激光器通过上述辅助工具与上述激光切割头活动连接，上述激光器与上述投影仪连接，上述激光切割头与上述驱动电机连接。
其中，上述激光器用于通过光纤传导激光束，上述激光切割头用于聚焦上述激光束并进行输出切割，上述辅助工具用于对所要切割的物品进行实物锁定，即可进行输出切割。
在本发明的一些实施例中，包括手动控制装置，上述手动控制装置与上述MCU控制器无线连接。
其中，手动控制装置用于对机器人进行手动无线操控。
在本发明的一些实施例中，包括激光打磨装置，上述激光打磨装置与上述激光切割装置连接。
其中，激光打磨装置用于通过采用打磨或激光雕刻的方式修饰切割后的上述物品。
在本发明的一些实施例中，包括红外线传感器，上述红外线传感器与上述MCU控制器连接。
其中，红外线传感器用于感应人***置信息并发送至上述MCU控制器。
在本发明的一些实施例中，上述红外线传感器连接有报警装置。
其中，报警装置用于在上述红外线传感器感应到有人员靠近工作范围时发出报警。
具体地，在红外线传感器感应到有人员靠近工作范围时，红外线传感器向MCU控制器发送信号，由MCU控制器发出反馈信息，再通过红外线传感器发送到报警装置，此时报警装置发出预警。
在本发明的一些实施例中，上述红外线传感器连接有中断装置。
其中，中断装置用于在上述红外线传感器感应到有人员进入工作范围时终止机器人工作。
具体地，在红外线传感器感应到有人员进入工作范围时，中断装置向红外线传感器发送中断信号，再通过红外线传感器向MCU控制器发送停止工作的指令信息，再由MCU控制器向驱动电机发出反馈信息，从而控制驱动电机切断与电源模块相连接的电源，使得机器人停止工作，完成中断作用。
在本发明的一些实施例中，还包括用于供电并提供移动电源的电源模块，上述电源模块与上述驱动电机相连。
由此，通过电源模块可给所有装置或电路提供移动电源，方便机器人移动作业的使用。
在本发明的一些实施例中，上述语音控制装置包括麦克风，上述麦克风连接有语音处理芯片，上述语音处理芯片连接有语音输出芯片，上述语音输出芯片与上述MCU控制器电性连接。
具体地，外部麦克风采集用户的语音指令信息，再通过语音处理芯片将采集到的用户的语音指令信息进行识别并解析，由语音输出芯片将解析后的语音指令信息输出至MCU控制器，由MCU控制器控制进行相关操作，完成语音控制的效果。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
本发明提供一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，包括MCU控制器以及与上述MCU控制器相连的3D扫描成像装置、投影仪、激光切割装置、语音控制装置和驱动电机；上述3D扫描成像装置输出端与上述投影仪输入端连接，上述投影仪输出端与上述激光切割装置输入端连接，上述激光切割装置与上述驱动电机连接。
本发明一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人通过语音控制装置进行语音控制，由3D扫描成像装置对物品进行扫描并建模成像得到立体图形，再通过投影仪将立体图形投影到需要切割的物品上，由驱动电机控制激光切割装置以及机器人的动态操作，完成切割，实现了3D激光扫描建模成像技术和激光切割技术相结合，通过语音进行控制机器人进行工作，无需使用模具和人工的同时还节省了大量的人力和物力，避免造成环境的污染，可应用于动画、雕塑、珠宝和塑模行业等多种场景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人的结构框架图；
图2为本发明实施例的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人的3D扫描成像装置示意图；
图3为本发明实施例的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人的语音控制模块示意图；
图4为本发明实施例的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人的激光切割装置示意图；
图5为本发明实施例的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人的总体结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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申请中的具体含义。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
实施例1
请参阅图1，图1所示为本申请实施例提供的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人的模块示意图。
本申请实施例提供一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，其包括MCU控制器以及与MCU控制器相连的3D扫描成像装置、投影仪、激光切割装置、语音控制装置和驱动电机；3D扫描成像装置输出端与投影仪输入端连接，投影仪输出端与激光切割装置输入端连接，激光切割装置与驱动电机连接。
具体地，MCU控制器用于接受各模块的数据信息并进行处理；3D扫描成像装置用于对物品进行扫描并建模成像以得到立体图形；投影仪用于将立体图形投影到需要切割的物品上；激光切割装置用于通过立体图形对物品进行实物锁定并切割；语音控制模块用于采集语音信息并识别后发送至MCU控制器；驱动电机用于接收MCU控制器的指令信息并对机器人进行动态控制。
本申请实施例提供一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，通过语音控制装置采集用户的语音指令信息，并将采集到的用户的语音指令信息进行识别并解析，再将解析后的语音指令信息输出至MCU控制器，继而由MCU控制器控制3D扫描成像装置对物品进行扫描并建立3D模型，然后3D扫描成像装置对扫描到的物品进行3D建模并打印成像，从而形成立体图形，然后通过投影仪即可将立体图形照射出来，然后MCU控制器发送控制指令给驱动电机，由驱动电机控制激光切割装置锁定后立体图形对应的所需切割的物品后，控制机器人进行相关的动态操作，完成精确的切割，从而实现由语音控制装置进行语音控制机器人，利用3D激光扫描建模成像技术和激光切割技术相结合工作的效果。
可以理解，图1所示的结构仅为示意，本实施例还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
实施例2
请参阅图2，图2所示为本发明实施例的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人的3D扫描成像装置示意图。
作为优选的实施方式，3D扫描成像装置包括3D激光扫描机和与其相连的3D打印机，3D激光扫描机与MCU控制器连接，3D打印机与投影仪连接。
具体地，在工作时，MCU控制器控制3D激光扫描机对物品进行扫描并建立3D模型，然后3D打印机对3D激光扫描机扫描到的物品进行3D建模并打印成像，从而形成立体图形，然后通过投影仪即可将立体图形照射出来，即可在锁定后进行精确的切割。
实施例3
请参阅图3，图3所示为本发明实施例的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人的语音控制模块示意图。
作为优选的实施方式，语音控制装置包括麦克风，麦克风连接有语音处理芯片，语音处理芯片连接有语音输出芯片，语音输出芯片与MCU控制器电性连接。
具体地，外部麦克风采集用户的语音指令信息，再通过语音处理芯片将采集到的用户的语音指令信息进行识别并解析，由语音输出芯片将解析后的语音指令信息输出至MCU控制器，由MCU控制器控制进行相关操作，完成语音控制的效果。
实施例4
请参阅图4，图4所示为本发明实施例一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人激光切割装置示意图。
作为优选的实施方式，激光切割装置包括激光器、激光切割头和辅助工具，激光器通过辅助工具与激光切割头活动连接，激光器与投影仪连接，激光切割头与驱动电机连接。
具体地，在工作时，激光器通过光纤传导激光束，激光切割头聚焦上述激光束，通过辅助工具对所要切割的物品进行实物锁定，即可进行输出切割。
实施例5
请参阅图5，图5所示为本发明实施例的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人的总体结构示意图。
本发明实施例的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人还包括手动控制装置、激光打磨装置、红外线传感器和电源模块。
作为优选的实施方式，手动控制装置与MCU控制器无线连接，用于对机器人进行手动无线操控；激光打磨装置与激光切割装置连接，用于通过采用打磨或激光雕刻的方式修饰切割后的物品；红外线传感器与MCU控制器连接，用于感应人***置信息并发送至MCU控制器；电源模块与驱动电机相连，用于给所有电路供电并提供移动电源。
作为优选的实施方式，红外线传感器连接有报警装置，用于在红外线传感器感应到有人员靠近工作范围时发出报警。具体地，在红外线传感器感应到有人员靠近工作范围时，红外线传感器向MCU控制器发送信号，由MCU控制器发出反馈信息，再通过红外线传感器发送到报警装置，此时报警装置发出预警。
作为优选的实施方式，红外线传感器连接有中断装置，用于在红外线传感器感应到有人员进入工作范围时终止机器人工作。具体地，在红外线传感器感应到有人员进入工作范围时，中断装置向红外线传感器发送中断信号，再通过红外线传感器向MCU控制器发送停止工作的指令信息，再由MCU控制器向驱动电机发出反馈信息，从而控制驱动电机切断与电源模块相连接的电源，使得机器人停止工作，完成中断作用。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上所述，本申请实施例提供的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，通过语音控制装置进行语音控制，由3D扫描成像装置对物品进行扫描并建模成像得到立体图形，再通过投影仪将立体图形投影到需要切割的物品上，由驱动电机控制激光切割装置以及机器人的动态操作，完成切割，实现了3D激光扫描建模成像技术和激光切割技术相结合，通过语音进行控制机器人进行工作，无需使用模具和人工的同时还节省了大量的人力和物力，避免造成环境的污染，可应用于动画、雕塑、珠宝和塑模行业等多种场景。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，其特征在于，包括MCU控制器以及与所述MCU控制器相连的3D扫描成像装置、投影仪、激光切割装置、语音控制装置和驱动电机；所述3D扫描成像装置输出端与所述投影仪输入端连接，所述投影仪输出端与所述激光切割装置输入端连接，所述激光切割装置与所述驱动电机连接。
2.如权利要求1所述的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，其特征在于，所述3D扫描成像装置包括3D激光扫描机和与其相连的3D打印机，所述3D激光扫描机与所述MCU控制器连接，所述3D打印机与所述投影仪连接。
3.如权利要求1所述的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，其特征在于，所述激光切割装置包括激光器、激光切割头和辅助工具，所述激光器通过所述辅助工具与所述激光切割头活动连接，所述激光器与所述投影仪连接，所述激光切割头与所述驱动电机连接。
4.如权利要求1所述的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，其特征在于，包括手动控制装置，所述手动控制装置与所述MCU控制器无线连接。
5.如权利要求1所述的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，其特征在于，包括激光打磨装置，所述激光打磨装置与所述激光切割装置连接。
6.如权利要求1所述的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，其特征在于，包括红外线传感器，所述红外线传感器与所述MCU控制器连接。
7.如权利要求6所述的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，其特征在于，所述红外线传感器连接有报警装置。
8.如权利要求6所述的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，其特征在于，所述红外线传感器连接有中断装置。
9.如权利要求1所述的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，其特征在于，还包括用于供电并提供移动电源的电源模块，所述电源模块与所述驱动电机相连。
10.如权利要求1所述的一种用于3D建模激光切割的语音智能机器人，其特征在于，所述语音控制装置包括麦克风，所述麦克风连接有语音处理芯片，所述语音处理芯片连接有语音输出芯片，所述语音输出芯片与所述MCU控制器电性连接。
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