技术领域
[0001] 本
发明涉及喷墨喷绘技术领域，特别涉及到能在大幅面纸张、画布、广告纸、海报或地面进行文字和图片喷绘的喷绘机。
背景技术
[0002] 随着人们生活
水平的日益提高，市场上对大幅面广告、海报或地面标识的需求在日益增加。目前，喷绘的幅面大小受喷绘机或平板
打印机机械尺寸大小的限制，一般幅宽最大可达到5米，并且这些喷绘设备尺寸大不便于携带。公告号为CN204263733U的中国
专利《智能喷绘小车》，包括车架和
单片机，所述车架底部左右两侧均设置有
车轮，在车轮的侧面设置有红外寻迹
传感器和车轮步进
电机，在车架上部设置有横跨在车架左右两侧之间的滑动
丝杆，所述滑动丝杆与设置在车架上的滑动丝杆步进电机相连，在滑动丝杆上设有可随滑动丝杆左右移动的滑动喷头，在车架上还设有电磁
增压泵，所述喷头通过导液管并经电磁
增压泵与设置在车架上的墨水瓶相连，所述单片机的输入端与红外寻迹传感器电连接，单片机输出端与车轮步进电机、滑动丝杆步进电机、电磁增压泵电连接。该装置实现可对特大面积广告横幅的喷绘，尺寸小便于携带，但在实施的过程中需要事先在画布或地面上画上行驶黑线来导航，辅助喷绘，额外增加了一道工序。该黑线的
质量、宽度直接影响打印的
精度，故对该黑线的绘制要求高、难度大，并且该黑线相对广告横幅的喷绘内容来说为额外的内容，需要在后期剪裁掉，这又增加了一道额外的工序。其次，该装置采用普通车轮差动方式来实现喷绘换行，
转弯半径大，不利于行间距的控制。最后，该装置采用的喷头为虹吸式喷头，如果喷头放得过低就会产生虹吸现象，墨水自己就流出来了，此外墨滴的大小也不能控制。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于针对上述
现有技术的
缺陷和不足，采用万向移动平台以及自动喷绘系统，提供一种操作方便简洁、转向灵活、喷绘墨滴大小可调的便携式、可在特大幅面的打印纸、广告、海报或地面上进行文字或图案喷绘打印的大幅面便携式喷绘机。具体地，本发明大幅面便携式喷绘机采用全向平台行走机构，运动形式灵活多样，可实现零转弯半径下转向，便于喷绘打印换行；采用障碍物探测传感器实现小车按预定路线导航行驶，方便简洁，无需在纸面上事先做导航标记，在单片机
控制器的控制下，可实现非常精确的直线行走，从而为按行喷绘打印奠定了
基础；采用伺服电磁
阀控制气压式喷头，在单片机控制器的控制下，通过控制气体的通断控制墨滴是否喷出，通过控制气体的大小控制喷头喷出的墨滴大小，从而实现了墨滴大小的控制以及有效地防止了不喷绘时墨水自己流出来的现象；采用无线通信单元与电脑、
平板电脑或或智能手机等终端设备无线连接，很方便的实现了远程打印内容的更新和打印命令的发送。本发明大幅面便携式喷绘机可在终端设备遥控下，在广告纸或地面上实现高质量的幅面不受限制的打印和喷绘。
[0004] 本发明所采用的技术方案是：一种大幅面便携式喷绘机，包括：底部装有全向轮的全向平台；以及安装于所述全向平台的单片机控制器、步进电机、障碍物探测传感器、喷绘设备和为所述喷绘机提供电源的
电池；所述步进电机一端连接所述单片机控制器并受其控制、另一端连接所述全向轮并控制其运动；所述障碍物探测传感器与所述单片机控制器的IO口连接并作为其输入；所述喷绘设备与所述单片机控制器的IO口连接并作为其输出，受单片机控制器的控制。
[0005] 上述方案优选的，所述单片机控制器还包括步进电机驱动单元，所述步进电机驱动单元与所述步进电机为电连接，控制步进电机的运转。
[0006] 再进一步地，所述单片机控制器采用STM32F103系列芯片的单片机。
[0007] 上述方案优选的，所述单片机控制器包括距离采集单元，所述距离采集单元与障碍物探测传感器连接，探测障碍物的距离信息作为单片机控制器的输入。
[0008] 再进一步地，所述障碍物探测传感器为
超声波雷达、红外传感器或
微波雷达。
[0009] 再进一步地，所述障碍物探测传感器包括发射部分和接收部分，所述发射部分和接收部分合为一组，所述障碍物探测传感器有多组，每一组沿水平方向朝外安装于所述全向平台上，且其中至少两组相互垂直设置。
[0010] 上述方案优选的，所述单片机控制器包括无线通信单元。
[0011] 再进一步地，所述喷绘机通过所述无线通信单元连接终端设备，所述终端设备是电脑、平板电脑或智能手机。
[0012] 再进一步地，所述无线通信单元为WIFI单元、SIM卡单元或蓝牙。
[0013] 再进一步地，所述WIFI单元采用基于芯片MT7628N或MT7688A的SKW92
电路，所述SIM卡单元采用ME909s电路，所述蓝牙采用HC-05电路。
[0014] 上述方案优选的，所述单片机控制器包括喷绘打印控制单元，所述喷绘打印控制单元与所述喷绘机的伺服
电磁阀相连。
[0015] 上述方案优选的，所述单片机控制器还包括数据存储单元。所述数据存储单元用来存储打印指令和打印内容。
[0016] 再进一步地，所述打印指令和打印内容是由电脑、平板电脑或智能手机等终端设备通过所述无线通信单元发至所述单片机控制器的。
[0017] 上述方案优选的，所述喷绘设备还包括伺服电磁阀、气泵、导气管、导墨管、墨水瓶和喷头。
[0018] 再进一步，所述喷头置于所述全向平台下部中心
位置，或者通过固定的
连接杆伸出于全向平台下部的外测；所述喷头通过导墨管与墨水瓶相连，同时还通过导气管经伺服电磁阀与气泵相连，所述伺服电磁阀的开度受所述单片机控制器的控制。
[0019] 再进一步地，所述喷头是气压式喷头。
[0020] 上述方案优选的，所述全向轮通过
联轴器与所述步进电机相连。
[0021] 上述方案优选的，所述全向轮有四个，且成90°交错
角对称分布；所述步进电机为四个，且其轴线相互垂直并相交于一点。
[0022] 上述方案优选的，所述电池是可充电锂电池。
[0023] 本发明的有益效果如下：
[0024] (1)所述大幅面便携式喷绘机采用底部装有全向轮的全向平台，与现有的技术相比，可实现无需改变车轮方向即可向任何方向移动，包括前进、后退、左移、右移、斜行、左转、右转以及组合运动，运动形式灵活多样，可实现零转弯半径下转向，便于喷绘打印换行。
[0025] (2)所述喷头采用气压式喷头，通过伺服电磁阀的导通控制气体喷出，进而控制喷头喷绘，通过伺服电磁阀的截止控制气体不喷出，进而控制喷头不喷绘，从而能够有效地避免了不喷绘时墨水自己流出来的现象。此外，通过改变伺服电磁阀的开度，控制输出气体的大小，从而很方便的改变喷头喷出的墨滴大小。
[0026] (3)采用所述障碍物探测传感器后，只需要在纸面、画布或地面上放置
挡板，或以墙面为障碍物；或者以两个互相垂直的挡板或以两个互相垂直的墙角为参考，就可以实现小车按预定路线导航行驶，无需事先在纸面或画布上事先画出黑线，从而减少了不必要的附加工作。
[0027] (4)采用无线通信单元与电脑、平板电脑或或智能手机等终端设备相连，实现无线数据传输，需要打印时，用户只要在终端设备通过无线通信单元向打印机发送打印内容和打印指令，能在大幅面纸张、画布、广告纸、海报或地面进行文字和图片的喷绘。
[0028] (5)本大幅面便携式喷绘机设置的是可充电锂电池，方便在广告纸或地面大幅面自由行走，不受电源及连接电线的影响和限制。
附图说明
[0029] 图1为
实施例1的大幅面便携式喷绘机的结构示意图。
[0030] 图2为实施例1大幅面便携式喷绘机的左视图。
[0031] 图3为单片机控制器的最小系统电路图。
[0032] 图4为单片机控制器的IO
接口电路图。
[0033] 图5为一个步进电机的驱动电路图。
[0034] 图6为步进电机模式选择电路图。
[0035] 图7为单片机控制器的蓝牙接口电路图。
[0036] 图8为单片机控制器的FLASH电路图。
[0037] 图9为喷绘设备的喷头驱动电路图。
[0039] 图11为12V转5V电路图。
[0040] 图12为5V转3.3V电路图。
[0041] 图13为单片机控制器的无线通信单元接口电路图。
[0042] 图1和图2中标号为：1.全向平台，2.墨水瓶，3.导墨管，4.超声波雷达三，5.单片机控制器，6.可充电锂电池，7.超声波雷达一，8.超声波雷达二，9.全向轮，10.步进电机，11.伺服电磁阀，12.导气管，13.气泵，14.喷头。
[0043] 具体实施方法
[0044] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0045] 实施例1：如图1至图2所示，本发明大幅面便携式喷绘机结构包括全向平台1、超声波雷达三4、超声波雷达一7、超声波雷达二8、全向轮9、单片机控制器5和喷头14。
[0046] 所述全向平台1底部设置有四个成90°交错角对称分布的全向轮9，所述四个全向轮9分别通过联轴器和四个步进电机10连接，四个步进电机10轴线相交于一点并互相垂直，四个步进电机10与单片机控制器5和可充电锂电池6电连接，在单片机控制器5的控制下可实现前进、后退、左移、右移、斜行、左转、右转以及其组合运动。
[0047] 所述超声波雷达一7、超声波雷达二8、超声波雷达三4设置在全向平台1上部并与单片机控制器5电连接，其中超声波雷达一7和超声波雷达二8设置在全向平台1的一侧，超声波雷达三4设置在与超声波雷达一7、超声波雷达二8相垂直的另一侧。超声波雷达一7、超声波雷达二8、超声波雷达三4用来采集新型大幅面便携式喷绘机与两个互相垂直的挡板之间的距离。
[0048] 所述喷头14设置在全向平台1下部中心位置，并通过导气管12和设置在全向平台1上部的气泵13经伺服电磁阀11相连，同时通过导墨管3与设置在全向平台1上部的墨水瓶2相连，伺服电磁阀11和单片机控制器5电连接，气泵13和可充电锂电池6电连接。
[0049] 所述单片机控制器5包括步进电机驱动单元、距离采集单元、喷绘打印控制单元、无线通信单元以及数据存储单元。所述步进电机驱动单元与步进电机10电连接，所述距离采集单元与超声波雷达一7、超声波雷达二8、超声波雷达三4电连接，所述喷绘打印控制单元与伺服电磁阀11电连接，本实施例所述无线通信单元为蓝牙，与具有蓝牙的电脑、平板电脑或智能手机等终端设备进行无线通信，所述数据存储单元用来存储电脑、平板电脑或智能手机等终端设备通过蓝牙发来的打印命令和打印内容。
[0050] 所述单片机控制器优先采用STM32F103系列芯片的单片机均可实现上述功能。本实施例中，以STM32F103ZET6为核心芯片的最小系统电路图如图3所示，单片机控制器的IO接口电路图如图4所示。
[0051] 一个步进电机的驱动电路图如图5所示，步进电机模式选择电路图如图6所示。实施例1中采用四个步进电机，则需要用四个以A4988为核心芯片的步进电机驱动电路。
[0052] 实施例1中单片机控制器的无线通信单元为蓝牙，其蓝牙接口电路图如图7所示。图13为备用的无线通信单元接口电路图。
[0053] 实施例1中单片机控制器的数据存储单元采用FLASH电路，其电路图如图8所示。图9为喷绘设备的喷头驱动电路图。
[0054] 实施例1中障碍物探测传感器采用的是超声波雷达，超声波雷达包含发射部分和接收部分，二者为一组，一共三组。单片机控制器的距离采集单元与超声波雷达的接口电路图如图10所示。
[0055] 为喷绘机提供电源的电池优选锂电池，一般为12V，部分电路采和芯片工作
电压为5V或3.3V，12V转5V电路图如图11所示，5V转3.3V电路图如图12所示。
[0056] 本发明大幅面便携式喷绘机在喷绘打印时，以两个相垂直的墙面或以两个互相垂直的挡板为参考，将待打印的打印纸、画布一角紧贴墙角，将本发明大幅面便携式喷绘机放在待打印的打印纸、画布或地面上临近墙角或两挡板相交角的任意位置，对带蓝牙的电脑或智能手机与本发明进行蓝牙匹配连接，打开电脑或智能手机客户端，设置打印内容和页面布置参数，启动打印按钮，单片机控制器5通过蓝牙收到打印命令后，接受打印内容和页面布置参数，控制小车按页面布置参数控制步进电机10从而控制本发明大幅面便携式喷绘机行走，通过读取超声波雷达一7、超声波雷达二8、超声波雷达三4检测的距离，来控制本新型大幅面便携式喷绘机的位置和
姿态，最后通过控制伺服电磁阀11来控制喷头14进行喷绘打印。
[0057] 在其他实施例中，可以以图1～图2为参考进行调整。如全向轮的数量可以根据情况设置为成三个成120°夹角全向轮，对应的步进电机也为三个。再比如，喷头的位置也可以通过固定的连接杆伸出于全向平台下部的外测，这样，可以实现全向轮一直在尚未喷绘的区域移动，以避免全向轮移动时可能沾染的墨水对喷绘效果的影响。
[0058] 在其他实施例中，还可以在没有无线通信单元的情况下，先将打印内容、页面布置参数和指令装载于单片机控制器的数据存储单元中，启动打印按钮，自行打印喷绘。
[0059] 在其他实施例中，还可以以图3～图13的电路图作为参考进行调整。譬如，无线通信单元还可以采用WIFI单元或者SIM卡单元实现。若为WIFI单元，优选采用基于芯片MT7628N或MT7688A的SKW92电路，若为SIM卡单元，优选采用ME909s电路。WIFI单元或者SIM卡单元的连接方式和接口电路与蓝牙相似。再比如，障碍物探测传感器还可以采用红外线传感器或者微波雷达实现，接口电路及连接方式与超声波雷达相似。
