專利名稱:生成一種可重置表面的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用計算機數(shù)據(jù)的立體表面的成形。
背景技術：
立體表面可以通過很多方法加以生成。例如，一臺計算機控制打磨機能夠被用來加工一以數(shù)字輸入數(shù)據(jù)描述的表面。該表面能夠以多種材料打磨，比如金屬、塑料或者木材。作為選擇，立體平板機床已經(jīng)發(fā)展至使用激光來交聯(lián)聚合體材料。計算機系統(tǒng)使用描述了所需表面的輸入數(shù)據(jù)來控制與該聚合流體相應的激光束位置。

發(fā)明內容本發(fā)明中描述了一種由數(shù)字數(shù)據(jù)生成一種立體表面的裝置。與現(xiàn)有裝置不同，該表面生成后，它能夠根據(jù)需要被重復改裝為其他表面。本發(fā)明可運用于大量的應用中，包括地形圖的生成，用于鑄造表面的模子以及立體可變映像。
本發(fā)明提供一種通過輸入數(shù)字數(shù)據(jù)來制造一立體表面形狀的設備。一片彈性材料的形狀由控制桿陣列的位置確定。每一個桿的位置由計算機控制系統(tǒng)確定。每一個桿通過兩個鎖止裝置調適(fitted，調整到合適位置)，一個用于X坐標系，一個用于Y坐標系。當某一特定桿的鎖止器被釋放，該桿能夠自由的移動到一個由一升降機確定的新位置。一旦所有的桿都已得到調整，它們被鎖止的位置就表現(xiàn)了被設定的表面形狀。然后，桿的位置可以被傳遞到記憶第一組桿位置的第二組桿，該第二組桿由鎖止器調適。然后第一組桿可以重新裝配為一種新的樣式。在一種應用中，該表面能夠作為鑄造復制品的模具使用，或者在另一應用中，能夠作為一種映像投影系統(tǒng)的屏幕使用。
圖1顯示了在記憶桿和控制桿都被使用的情況下可重置系統(tǒng)的基本組成；圖2顯示了用于控制控制桿位置的氣動鎖止裝置；圖3顯示了在使用控制桿的情況下可重置系統(tǒng)的橫切面；圖4顯示了使用控制桿形成一個設定表面的操作序列；圖5顯示了在記憶桿和控制桿都被使用的情況下可重置系統(tǒng)的橫切面；圖6顯示了使用記憶桿和控制桿形成一個設定表面的操作流程；圖7是可配置表面的控制系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式圖1顯示了本發(fā)明首選要素。該裝置被設計為根據(jù)一組數(shù)字數(shù)據(jù)生成一種立體表面形狀。該表面可根據(jù)需要的其它數(shù)據(jù)反復重新成形。圖示一可變形的彈性片12被支撐在記憶桿14的陣列上，并以邊緣固定在外殼11上。外殼11是密封的并安裝有一排氣泵(圖中未示出)。該外殼中壓力降低導致了片12被向下吸附到該組記憶桿14的末端，從而在該彈性片中產(chǎn)生需要的立體形狀。記憶桿能夠被充氣管17和18的正交組合鎖止在適當?shù)奈恢?。控制桿19的集合能夠被充氣管15和16的正交組合鎖止在適當?shù)奈恢?。一升降機13被固定在外殼中，并且能夠通過計算機控制的液壓或者電子驅動系統(tǒng)(圖中未示出)根據(jù)指令上下移動。該升降機上下移動充氣夾管15和16。通過有選擇的夾緊它們和移動升降機，能夠在控制桿19中寫入一種樣式。通過提升該升降機以及釋放記憶桿的鎖止器，該樣式由控制桿傳遞到記憶桿。然后每一個記憶桿下墜至其對應的控制桿上。隨后記憶鎖止器被重新鎖定。該升降機被降低，另一種樣式被寫入控制桿19。而后，所述第二種樣式被傳遞到記憶桿來更新可變形片的樣式。
圖2顯示了用來鎖止控制桿的最優(yōu)鎖止裝置。該控制桿26被限定在固定設備24的孔27中。膠乳橡膠或類似材料的充氣管25被容置于固定設備24中。一組自由移動的壓力板28設置在充氣管和控制桿之間。當一個充氣管被充氣時，它擴張并迫使壓力板擠壓控制桿，從而將該控制桿鎖止在適當?shù)奈恢?。記憶桿采用類似的裝置進行鎖止和解鎖。
圖3顯示了當記憶桿未被使用的情況下用來在控制桿中形成樣式的裝置的一個實施例。一膠乳橡膠片31附在外殼32的邊緣，該外殼可以通過端口33排出空氣?？刂茥U34由板35的孔和固定裝置36的孔限定在合適的位置。該固定裝置36包括兩組正交的充氣管。一組充氣管37以橫截面的形式顯示，另一組被正交設置在固定裝置36凹陷部分的下面。機械裝置38能夠升降該固定裝置36。該機械裝置為液壓或者電子驅動。
圖4顯示了寫入兩次連續(xù)寫操作的移動序列，示范了本發(fā)明的操作過程?？刂茥U鎖止和解鎖的控制序列以及升降機的控制移動在可變形的彈性片上形成需要的形狀。
為了形成成形表面，首先抽出所有的充氣管內的空氣，解鎖全部的控制桿，并且該升降機移動到最低的起始位置，如圖4a所示。然后通過抽出一些空氣降低外殼中的壓力，接下來充氣管膨脹將控制桿鎖止在適當?shù)奈恢?，升降機移動到較高的位置，被鎖止的桿隨升降機上移并推動膠乳橡膠片到一個更高的位置，該位置如圖4b所示。此時，被選中的充氣管釋放空氣以解鎖被選中的控制桿，在重力和橡膠片壓力的聯(lián)合作用下，被解鎖的控制桿下降到外殼基底，然后所有的控制桿重新被鎖止，本階段如圖4c所示。然后升降機進一步上移至圖4d所示位置。被選中的控制桿被釋放，并下降到外殼的基底，該過程如圖4e所示。鎖止、上升以及釋放被選中桿的程序一直重復下去直至實現(xiàn)所需的樣式。
通過釋放全部管中的壓力以及釋放全部的桿，一個新的形狀被寫入片中。隨后該升降機向下移動至起始位置，一個新的運行序列被初始化。
圖5顯示了本發(fā)明的另外一種配置，其中，控制桿和記憶桿都被使用。本實施例中，當?shù)诙邮奖粚懭霑r一個樣式能夠被學習。該可變形片59附在抽氣盒55上?？刂茥U53被限定在鎖止裝置54和正交鎖止裝置56中。通過升降裝置58，該鎖止裝置能夠上升或下降。其上設置一組記憶桿52，并與該控制桿53成直線排列。記憶桿被正交的鎖止裝置50和51限定在合適的位置。
當一個樣式被寫入較低的控制桿時，通過升高升降裝置并立刻釋放記憶桿，該樣式能被傳遞到上面的記憶桿。該記憶桿落到控制桿上并呈現(xiàn)了同樣的形狀。隨后該記憶桿被鎖止于適當?shù)奈恢?，控制桿下降，準備另一次的寫循環(huán)。
圖6顯示了一個寫入兩個連續(xù)形狀的事件序列。圖6a顯示了當所有的桿解鎖時，下面控制桿和上面記憶桿的位置。通過有選擇的鎖止和解鎖控制桿并步進升高升降機，樣式可以以圖4所示的序列被寫入控制桿。在此階段，桿的位置如圖6b所示。隨后控制桿作為組合上升，接觸并推動未被鎖止的記憶桿。記憶桿推動該可變形的橡膠片形成所需的形狀，該記憶桿隨后再次鎖止，本過程如圖6c所示?？刂茥U然后解鎖并下降到底部，如圖6d所示。而后，一個新的樣式被寫入控制桿如圖6e所示。上層記憶桿的鎖止器被釋放，允許呈現(xiàn)它們的最低位置，如圖6f所示。接下來，該升降機上升，新的樣式傳遞到記憶桿，如圖6g所示?？刂茥U隨后釋放并回落到底部，如圖6h所示。這這種情況下，另一樣式被寫入控制桿，循環(huán)往復。
圖7顯示了能夠形成立體表面的設備的控制系統(tǒng)示意圖。
描述表面的數(shù)據(jù)，即當輪廓圖被寫入情況下的上升數(shù)據(jù)，被加載進入計算機72。該數(shù)據(jù)包括一個能通過投影儀71被投射在被形成表面的正色攝影，并能夠通過監(jiān)視器73觀察。當數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，會被傳遞到系統(tǒng)控制器74。該系統(tǒng)控制器發(fā)出適當?shù)男盘柦o空氣壓縮機77，真空泵76以及升降機控制75。信號也被發(fā)送給真空管78來控制壓縮空氣從壓縮機經(jīng)支管79穿過充氣線路70的通道。這些線路連接到橡膠管，該橡膠管是用來定位控制桿和記憶桿的兩個正交鎖止器組中鎖止器的部分。當僅僅控制桿被使用時，使用與本情況相似的設置。
盡管在此描述了氣動鎖止器來執(zhí)行桿鎖止功能，應當了解還具有許多可選方案可實現(xiàn)這種功能，比如機械鎖止器或者磁力鎖止器。
盡管最佳實施例中控制桿和記憶桿被垂直排列，但其他排列方法是可能存在的。比如，當形成輪廓表面的橡膠片保持與桿的相對關系時，該設備可以被水平裝載并懸掛在墻上。
本發(fā)明的另一個特點是，在一些應用中，僅僅部分桿陣列需要被更新以節(jié)省重寫時間，或者得到特別的效果，比如將一幅映像變化為下一幅。
權利要求
1.一種可重置表面，包括一可變形的彈性片；一位于所述可變形的彈性片下方的記憶桿的第一陣列，用于將所述可變形的彈性片輪廓勾畫為所需形狀；一位于所述記憶桿的陣列之下的控制桿的第二陣列，用于接收輸入輪廓數(shù)據(jù)并相對所述記憶桿第一陣列遠近移動；以及一使用計算機數(shù)據(jù)控制每一所述控制桿位置的裝置。
2.根據(jù)權利要求
1所述的可重置表面，其中所述可變形的彈性片由所述記憶桿頂端支撐并與所述記憶桿頂端接觸。
3.根據(jù)權利要求
1所述的可重置表面，其中每一所述記憶桿在指向所述可變形的彈性片的垂直方向上是能夠移動的，并且在被對應的控制桿推進到一個預定位置后被鎖止在合適的位置。
4.根據(jù)權利要求
1所述的可重置表面，其中每一所述控制桿在由起始位置指向所述記憶桿中的相應記憶桿的垂直方向上是能夠移動的，并且當移動至所述預定位置時被鎖止在合適的位置。
5.根據(jù)權利要求
4所述的可重置表面，其中所述控制桿從每一記憶桿降離，復位于起始位置。
6.根據(jù)權利要求
3所述的可重置表面，其中所述預定位置由所述計算機控制。
7.根據(jù)權利要求
3所述的可重置表面，其中所述控制桿的每一個桿由兩個氣動控制鎖止器調適，所述氣動控制鎖止器通過重合定位，能夠釋放一特定控制桿使之自由移動。
8.根據(jù)權利要求
7所述的可重置表面，其中所述氣動控制鎖止器包括用于所述控制桿和所述記憶桿的一X坐標第一鎖止器和一Y坐標第二鎖止器。
9.根據(jù)權利要求
2所述的可重置表面，其中所述可變形的彈性片吸附于所述記憶桿的頂端。
10.根據(jù)權利要求
9所述的可重置表面，其中進一步包括一個腔體以容納所述記憶桿和控制桿，并排出空氣以產(chǎn)生吸力使所述可變形的彈性片吸附于所述記憶桿的頂端。
11.根據(jù)權利要求
10所述的可重置表面，其中進一步包括一附著一鎖止裝置的升降機，該鎖止裝置能夠鎖止和解鎖所述控制桿，而且能夠升高和降低所述控制桿。
12.根據(jù)權利要求
11所述的可重置表面，其中在所述輸入輪廓數(shù)據(jù)已經(jīng)由控制桿傳遞到記憶桿之后，隨著全部的控制桿鎖止器被釋放，所述升降機在最低位置被復位。
13.根據(jù)權利要求
4所述的可重置表面，其中重合定位的控制桿在升降機升起時被鎖止，并且在升降機下降時被釋放。
14.根據(jù)權利要求
3所述的可重置表面，其中進一步包括充氣管，該充氣管在充氣時作為制動裝置將記憶桿和控制桿鎖止在適當?shù)奈恢谩?br>15.根據(jù)權利要求
14所述的可重置表面，其中所述充氣管在兩個維度排列來進行重合定位。
16.根據(jù)權利要求
15所述的可重置表面，其中所述充氣管在兩個正交方向上排列。
17.根據(jù)權利要求
14所述的可重置表面，其中進一步包括一自由移動壓力板，處于每一充氣管和每一所述控制桿之間。
18.根據(jù)權利要求
17所述的可重置表面，其中進一步包括一第一框架，具有用于為所述控制桿和所述記憶桿定向的孔，并具有容置所述充氣管以及所述控制桿和記憶桿的自由移動壓力板的水平凹槽。
19.根據(jù)權利要求
1所述的可重置表面，其中每一所述記憶桿由兩個氣動控制鎖止器調適，所述氣動控制鎖止器通過重合定位釋放一特定記憶桿使之自由移動。
20.根據(jù)權利要求
1所述的可重置表面，其中不具有所述可變形的彈性片，由所述記憶桿的頂端形成表面。
21.一種可重置表面，包括一可變形的彈性片；一位于所述可變形的彈性片下方的控制桿陣列，用于將所述可變形的彈性片輪廓勾畫為所需形狀；一使用計算機數(shù)據(jù)控制每一所述桿位置的裝置。
22.根據(jù)權利要求
21所述的可重置表面，其中所述可變形的彈性片由所述控制桿頂端支撐并與所述控制桿頂端接觸。
23.根據(jù)權利要求
21所述的可重置表面，其中每一所述控制桿在指向所述可變形的彈性片的垂直方向上是能夠移動的，并且當移動至一個預定位置時被鎖止在合適的位置。
24.根據(jù)權利要求
21所述的可重置表面，其中每一控制桿能夠從可變形的彈性片降離，復位于起始位置。
25.根據(jù)權利要求
21所述的可重置表面，其中每一控制桿由兩個氣動控制鎖止器調適，所述氣動控制鎖止器通過重合定位釋放一個特定控制桿使之自由移動。
26.根據(jù)權利要求
21所述的可重置表面，其中該預定位置由一計算機控制。
27.根據(jù)權利要求
23所述的可重置表面，其中每一所述氣動控制鎖止器包括一X坐標第一鎖止器和一Y坐標第二鎖止器。
28.根據(jù)權利要求
22所述的可重置表面，其中所述可變形的彈性片吸附于所述控制桿的頂端。
29.根據(jù)權利要求
28所述的可重置表面，其中進一步包括一個腔體以容納所述控制桿以及控制桿鎖止裝置，并排出空氣以產(chǎn)生吸力使所述可變形的彈性片吸附于所述控制桿的頂端。
30.根據(jù)權利要求
29所述的可重置表面，其中進一步包括一附著一鎖止裝置的升降機，該鎖止裝置能夠鎖止和解鎖所述控制桿，并且能夠升高和降低所述控制桿。
31.根據(jù)權利要求
30所述的可重置表面，其中當全部的鎖止器被釋放且控制桿降至最低位置時，所述升降機在最低位置被復位。
32.根據(jù)權利要求
31所述的可重置表面，其中重合定位的控制桿在升降機升起時被鎖止，并且在升降機下降時被釋放。
33.根據(jù)權利要求
23所述的可重置表面，其中進一步包括充氣管和壓力板，當充氣時作為制動裝置將控制桿鎖止在適當?shù)奈恢谩?br>34.根據(jù)權利要求
33所述的可重置表面，其中所述充氣管在兩個正交方向上排列。
35.根據(jù)權利要求
33所述的可重置表面，其中進一步包括一框架，具有用于為所述控制桿定向的孔，并具有容置所述充氣管以及所述控制桿的壓力板的水平凹槽。
36.根據(jù)權利要求
33所述的可重置表面，其中進一步包括一自由移動壓力板，處于每一充氣管和每一控制桿之間。
37.根據(jù)權利要求
21所述的可重置表面，其中不具有所述可變形的彈性片，由所述控制桿的頂端形成該可重置表面。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種可重置表面，包括一可變形的彈性片；一位于可變形的彈性片下方的記憶桿的第一陣列，用于將可變形的彈性片輪廓勾畫為所需形狀；一位于記憶桿的陣列之下的控制桿的第二陣列，用于接收輸入輪廓數(shù)據(jù)并相對記憶桿第一陣列遠近移動；以及一使用計算機數(shù)據(jù)控制每一控制桿位置的裝置。本發(fā)明還公開了一種可重置表面，包括一可變形的彈性片；一位于可變形的彈性片下方的控制桿陣列，用于將可變形的彈性片輪廓勾畫為所需形狀；一使用計算機數(shù)據(jù)控制每一桿位置的裝置。本發(fā)明能夠根據(jù)需要將生成的表面重復改裝為其他表面。本發(fā)明可運用于大量的應用中，包括地形圖的生成，用于鑄造表面的模子以及立體可變映像。
文檔編號G05B19/19GK1991642SQ200510097419
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月28日
發(fā)明者德里克·J·佩奇 申請人:德里克·J·佩奇導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan