一種2.5d陣列地形的構(gòu)型機(jī)構(gòu)及構(gòu)型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種2.5D陣列地形的構(gòu)型機(jī)構(gòu)及構(gòu)型方法，能夠快速低成本的實(shí)現(xiàn)3D打印，以及能夠?qū)崿F(xiàn)打印材料100%回收利用。
【背景技術(shù)】
[0002]該系統(tǒng)為背景的電子沙盤應(yīng)用非常廣泛，是實(shí)體模型與虛擬影像相結(jié)合。是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技手段生成逼真的三維圖像模型，借助投影顯示設(shè)備或其他顯示設(shè)備把計(jì)算機(jī)上的三維圖形圖像模型顯示到快速成型的模型上。具體地說，就是將模擬的三維立體影像精確投影到實(shí)體模型的相應(yīng)位置，使構(gòu)型出的地型互動(dòng)展示的演示相映成輝，使沙盤的演示效果更加形象、生動(dòng)。
[0003]該系統(tǒng)可以應(yīng)用在近些年地震頻發(fā)的救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，由于目標(biāo)地質(zhì)任務(wù)的特殊性，地震勘探所布設(shè)的工區(qū)往往范圍廣、地表?xiàng)l件復(fù)雜。尤其對(duì)那些交通不便的邊遠(yuǎn)地區(qū)或部分自然條件極為惡劣的地區(qū)，要實(shí)現(xiàn)人工大范圍實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)踏勘，難度非常大，同時(shí)要耗費(fèi)極大的人力、物力成本，且時(shí)效性差。而應(yīng)用了我們這項(xiàng)技術(shù)，正好解決了這一難題。通過該地型構(gòu)型機(jī)構(gòu)系統(tǒng)我們不但可以實(shí)現(xiàn)全方位、全角度、人機(jī)交互式的室內(nèi)虛擬踏勘觀察，為勘探施工準(zhǔn)備、策劃提供很好的幫助。
[0004]在軍事指揮應(yīng)用領(lǐng)域也可以發(fā)揮出該套系統(tǒng)的能量。軍事指揮電子沙盤技術(shù)在軍事指揮中已經(jīng)不是一種陌生的技術(shù)了，它給軍隊(duì)模擬演練提供了最大程度的支持。而結(jié)合了 2.5D快速構(gòu)型系統(tǒng)的戰(zhàn)略電子沙盤是一種動(dòng)態(tài)沙盤，它融合了三維地理信息、大屏幕仿真、互動(dòng)觸控等技術(shù)。通過遙控、觸控、感應(yīng)式等控制實(shí)現(xiàn)了指揮者與圖像的互動(dòng)。軍事指揮電子沙盤通過將從衛(wèi)星拍攝的高分辨率圖像、測(cè)繪數(shù)據(jù)提供數(shù)字地圖與已建立的作戰(zhàn)模擬設(shè)施相結(jié)合，完成仿真訓(xùn)練環(huán)境，實(shí)現(xiàn)軍事行動(dòng)模擬和飛行模擬。
[0005]軍事指揮電子沙盤中的數(shù)字地圖可實(shí)現(xiàn)三維地理標(biāo)注，可兼容多種地圖模型，并可實(shí)現(xiàn)地圖局部縮放、測(cè)量等操作。利于指揮人員規(guī)劃戰(zhàn)斗演習(xí)項(xiàng)目與細(xì)節(jié)，方便指揮人員在復(fù)雜戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境中結(jié)合地形地貌做出有效判斷與決策。
[0006]電子沙盤項(xiàng)目的研發(fā)必要性在于關(guān)乎國(guó)家基礎(chǔ)，應(yīng)用范圍不僅包括商業(yè)宣傳，更多它可以結(jié)合國(guó)家應(yīng)急救災(zāi)系統(tǒng)，不僅僅地震，包括抗旱洪澇等相關(guān)救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)與指揮中心，運(yùn)用多媒體與遙感結(jié)合的地型構(gòu)型機(jī)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)建的地型沙盤可以極大地降低指揮成本，提高指揮效率，相應(yīng)的對(duì)于部隊(duì)軍事的實(shí)戰(zhàn)演習(xí)或者在軍官的培養(yǎng)教學(xué)中，該套系統(tǒng)更是會(huì)發(fā)揮出它得天獨(dú)厚的優(yōu)越效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有市場(chǎng)上制作三維地型模型，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本高，廢棄材料不能循環(huán)利用，且不能做到面向觀眾展現(xiàn)其三維制作過程等問題。本發(fā)明提供一種可以實(shí)現(xiàn)快速高效、低成本的制作電子地型沙盤模型構(gòu)型機(jī)構(gòu)，其2.5D陣列地型是構(gòu)型過程的全部工作過程面向觀眾，且無需耗材，地型構(gòu)建可以循環(huán)往復(fù)根據(jù)不同的地形數(shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)型。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種2.5D陣列地形的構(gòu)型機(jī)構(gòu)，它包括:電動(dòng)推桿控制機(jī)構(gòu)、單片機(jī)、mXn個(gè)軸承、mXn個(gè)定高螺桿、裝置機(jī)箱、處理器、彈性有機(jī)薄膜、投影儀；所述裝置機(jī)箱上表面等間距開有mXn個(gè)安裝孔(m為安裝孔的列數(shù)，η為安裝孔的行數(shù)，即每列安裝孔的數(shù)目為η個(gè)，m、η均為整數(shù)，m>3，n>3)，mXn個(gè)軸承的外圈分別嵌在mXη個(gè)安裝孔中，所述軸承內(nèi)圈的內(nèi)表面設(shè)置有螺紋，定高螺桿與軸承內(nèi)圈通過螺紋連接；彈性有機(jī)薄膜覆蓋在mXn個(gè)定高螺桿上；所述電動(dòng)推桿控制機(jī)構(gòu)安裝在裝置機(jī)箱內(nèi)，包括η個(gè)第一步進(jìn)電機(jī)、滑桿、滑動(dòng)支架、兩個(gè)行位移滑套、第二步進(jìn)電機(jī)、滑動(dòng)皮帶、柔性磁力聯(lián)軸器；所述兩個(gè)行位移滑套分在套在滑動(dòng)支架上，滑桿的兩端固定在兩個(gè)行位移滑套上，η個(gè)第一步進(jìn)電機(jī)等間距固定安裝在滑桿上，且與裝置機(jī)箱上每列的η個(gè)安裝孔相對(duì)應(yīng)；第二步進(jìn)電機(jī)通過滑動(dòng)皮帶控制滑桿在滑動(dòng)支架的行方向滑動(dòng)；所述柔性磁力聯(lián)軸器與第一步進(jìn)電機(jī)的輸出軸相連；
投影儀安裝在裝置機(jī)箱正上方；第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)、柔性磁力聯(lián)軸器均與單片機(jī)相連，處理器通過單片機(jī)控制第一步進(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以及柔性磁力聯(lián)軸器的磁力端的開閉；投影儀與處理器相連。
[0009]—種2.5D陣列地形的構(gòu)型方法，該方法在上述機(jī)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟:
(1)將待構(gòu)型的三維的地形圖像輸入到處理器；
(2)處理器將三維的地形圖像映射在mXn陣列上，并根據(jù)三維的地形圖像換算陣列上各個(gè)點(diǎn)的高度，并將高度信息傳送給單片機(jī)；
(3)單片機(jī)根據(jù)高度信息，通過控制第二步進(jìn)電機(jī)將滑桿上的第一步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)至第I列安裝孔的正下方；
(4)單片機(jī)打開柔性磁力聯(lián)軸器的磁力端，柔性磁力聯(lián)軸器通過磁力與軸承內(nèi)圈相連；
(5)單片機(jī)控制各個(gè)第一電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過磁力聯(lián)軸器帶動(dòng)軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)整第I列上各個(gè)定高螺桿的高度；
(6)單片機(jī)關(guān)閉柔性磁力聯(lián)軸器的磁力端；
(7)重復(fù)步驟(3)- (5)，完成第2列~第m列上各個(gè)定高螺桿的高度調(diào)整；使得彈性有機(jī)薄膜呈現(xiàn)出高低起伏的山地結(jié)構(gòu)；
(8)將對(duì)應(yīng)三維的地形圖像的地形俯視圖通過處理器輸入到投影儀，投影儀將地形俯視圖投射到彈性有機(jī)薄膜上，獲得2.5D陣列地形。
[0010]本發(fā)明的有益效果是，目前國(guó)內(nèi)使用的沙盤產(chǎn)品都是傳統(tǒng)的沙盤模型制作，這種情況使我國(guó)沙盤模型制造成本高、產(chǎn)品定型后不能得到及時(shí)修改，大大限制和降低了沙盤模型在軍事方面的應(yīng)用。本發(fā)明的2.5D陣列地型構(gòu)型系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各項(xiàng)地形領(lǐng)域科研調(diào)研、軍事地形研究、國(guó)防戰(zhàn)爭(zhēng)應(yīng)用、地型調(diào)研、突發(fā)災(zāi)難緊急部署等中去。使地型模型構(gòu)建可以快速低成本，并且配合多媒體投影達(dá)到聲光效果的配合極大地增強(qiáng)了該套系統(tǒng)的可觀性，這樣可以有效的解決現(xiàn)有市場(chǎng)上制作地形沙盤費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本高，廢棄材料不能循環(huán)利用。且投影系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)上色模型避免了存在各種污染等問題。因此，這高效的地形構(gòu)型系統(tǒng)無疑可以為相關(guān)工作提供極大地便利。
【附圖說明】
[0011]圖1是構(gòu)型機(jī)構(gòu)的示意圖
圖2是電動(dòng)推桿控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為軸承，定高螺桿，聯(lián)軸器、第一步進(jìn)電機(jī)的連接關(guān)系示意圖；
圖4為柔性磁力聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為定尚螺桿的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖6為軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，第一步進(jìn)電機(jī)1、行位移滑套2、第二步進(jìn)電機(jī)3、滑動(dòng)皮帶4、單片機(jī)5、軸承6、定高螺桿7、裝置機(jī)箱8、處理器9、彈性有機(jī)薄膜10、投影儀11、柔性磁力聯(lián)軸器12、滑桿13、滑動(dòng)支架14。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征效果變得更加明顯。
[0013]如圖1所述，一種2.5D陣列地形的構(gòu)型機(jī)構(gòu)，包括: