Устройство и соответствующий способ для воспроизведения изображений или вообще графических структур на поверхностях

Изобретение относится к устройству и соответствующему способу для воспроизведения изображений или вообще графических структур на больших поверхностях, таких как, в частности, стены, холсты. Устройство воспроизведения изображений или вообще графических структур на больших поверхностях, содержащее: опорную раму, снабженную по меньшей мере первой направляющей вдоль первого направления и по меньшей мере второй направляющей вдоль второго направления. По меньшей мере одну печатающую систему, выполненную с возможностью перемещения относительно упомянутой опорной рамы. По меньшей мере одно первое средство электродвигателя, выполненное с возможностью перемещения упомянутой по меньшей мере одной печатающей системы вдоль упомянутого первого направления, и по меньшей мере одно второе средство электродвигателя, выполненное с возможностью перемещения упомянутой печатающей системы вдоль упомянутого второго направления. Систему оптического просмотра, связанную с упомянутой опорной рамой и выполненную с возможностью распознавания положения уже нанесенного участка изображения и распознавания возможных опорных знаков, установленных на этапе нанесения упомянутого участка изображения для обеспечения правильной установки положения устройства для нанесения соседнего участка изображения, подлежащего нанесению следующим. Модуль управления, выполненный с возможностью разделения изображения или графической структуры, подлежащей воспроизведению, на множество подучастков, для подачи команды в упомянутую печатающую систему для нанесения на первом этапе воспроизведения первого из упомянутых подучастков и одного из упомянутых опорных знаков для обеспечения позиционирования упомянутой опорной рамы с использованием упомянутых опорных знаков для нанесения второго из упомянутых подучастков. 2 н.и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству и соответствующему способу для воспроизведения изображений или вообще графических структур на больших поверхностях, таких как, в частности, стены, холсты или другие, независимо от их ориентации.

Изобретение применяется, в частности, хотя и не исключительно, для декорации помещений, фасадов зданий, транспортных средств, полов, для изготовления указателей, при реставрационных работах и т.д., по существу на поверхностях из любого материала, таких как оштукатуренные стены, кирпичная кладка, пластик, стекло, керамика и плитка, металл, дерево и т.д.

Уровень техники

Общеизвестны сложности при воспроизведения графических структур, таких как изображения, надписи, копии фотографий, картины, ландшафты, декорации и т.д., применяемые для украшения и персонализации поверхности, например, внешней или внутренней стены здания, ткани, холста и т.д.

Выполняемые вручную решения тесно связаны с индивидуальными способностями, и им недостает воспроизводимости и постоянства результатов.

В уровне техники были предложены частично автоматизированные решения, в которых используются системы печати, перемещаемые устройством передвижения, управляемым компьютеризированным модулем управления.

Например, известны устройства, состоящие из структур декартового типа, например, рама с движением по оси X и по оси Y, по которой движется печатная система, например, типа краскопульта, со струйной головкой для разбрызгивания чернил, лазерной головкой или другими, вдоль поверхности, которую требуется раскрасить.

Другой пример раскрыт в патенте США US 4920422, в котором описано устройство для автоматической записи многоцветной графики на фиксированном держателе. Такое устройство, однако, нельзя использовать для выполнения надписей на держателях, которые больше, чем само устройство.

Один недостаток известных решений вытекает из того факта, что опорная конструкция устройства не перемещается во время этапа печати всего запрограммированного и требуемого изображения.

Поэтому эти решения являются удовлетворительными, когда изображение, которое требуется воспроизвести, имеет такой же размер, равный или меньший самого устройства, но их нельзя использовать, если размер изображения больше, чем у устройства; в альтернативном случае устройства являются сложными и громоздкими, если они имеют размеры, сопоставимые с размерами изображения.

Одно назначение настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить устройство и способ для воспроизведения изображений, надписей, декораций или вообще графических структур на очень больших поверхностях, используя устройства ограниченных размеров, упрощая, таким образом, их транспортировку и использование в ограниченных или труднодостижимых пространствах.

Другое назначение состоит в том, чтобы обеспечить, чтобы воспроизводимые изображения имели высокое качество, обладали воспроизводимостью, с обеспечением непрерывности линий и графических структур, с незаметными соединениями между различными участками, выполнялись за короткое время и с умеренными затратами, и чтобы они могли быть выполнены легко и практично даже людьми, которые не являются особенными специалистами.

Заявители разработали, испытали и воплотили настоящее изобретение для преодоления недостатков уровня техники и для достижения этих и других назначений и преимуществ.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение описано и охарактеризовано в независимых пунктах формулы изобретения, в то время как в зависимых пунктах формулы изобретения описаны другие характеристики изобретения или варианты основной изобретательской идеи.

В соответствии с описанным выше назначением, изобретение направлено на способ, в котором область, надлежащую декодированию, раскрашиванию или иному украшению или улучшению, разделяют на множество последовательных подобластей, каждой из которых назначают определенный участок изображения или графической структуры, подлежащий воспроизведению.

Изобретение также обеспечивает то, что после окончания воспроизведения изображения в первой из областей, положение инструмента для печати переводят каждый раз в соседнее положение без необходимости выполнения измерений или наблюдений оператором и без необходимости какого-либо выставления положения оператором, и, в любом случае при этом обеспечивается абсолютная непрерывность и точность между соседними участками воспроизводимого изображения один за другим.

В соответствии с одной формой варианта осуществления настоящего изобретения, устройство, используемое в представленном выше способе, содержит печатающую систему, например, печатающую головку, систему краскопульта или другую, которая может быть известна в данной области техники, установленную на опорной раме, которая обеспечивает возможность ее перемещения по плоскости.

Опорная рама имеет различные размеры в соответствии с потребностями, но в соответствии со смыслом изобретения она не является громоздкой и выполнена легкой для транспортирования, сборки и хранения. В одном решении изобретения опорная рама выполнена квадратной или прямоугольной со сторонами размером от 30 до 100 сантиметров.

В первом решении устройство выполнено с возможностью его использования вручную, будучи удерживаемым оператором в положении, обращенном к декорируемой поверхности на соответствующем расстоянии так, чтобы система печати могла выполнить декорирование.

В соответствии с вариантом устройство может быть связано с опорной системой, например треногой, основанием, столбиком или тому подобным, также самодвижущего типа.

В соответствии с изобретением опорная рама позволяет перемещать печатающую систему вдоль, по меньшей мере, двух осей, например, вдоль оси x и y в декартовой плоскости.

Для выполнения перемещений используются, по меньшей мере, две системы с моторизованным приводом, по одной для каждой оси движения, с помощью которых печатающую систему правильно позиционируют для выполнения запрограммированной печати.

Устройство по изобретению также оборудовано системой оптического просмотра, например, одной или более камерами, или светодиодными или лазерными устройствами, связанными с соответствующими электрооптическими датчиками.

Оптическая система, например, позволяет распознавать положение уже выполненного участка изображения и распознавать возможные опорные знаки, закрепленные на стене, на холсте или другой поверхности, подлежащей декорированию при выполнении декорирования указанного участка изображения, для обеспечения правильного позиционирования устройства при выполнении соседнего участка изображения, который подлежит выполнению следующим образом.

Последующее позиционирование всего устройства может выполняться вручную оператором в положении, в котором оптическая система обозначает, что были распознаны опорные знаки, и передает сигналы оператору, например, для установки устройства на стене для выполнения следующего участка изображения; в различных вариантах осуществления позиционированием положения устройства управляет система для перемещения возможного держателя, на котором установлено устройство.

В одной форме варианта осуществления изобретения устройство также содержит устройство для обнаружения наклона, связанного, например, с опорной рамой, которое определяет, правильно ли установлена рама относительно стены, подлежащей декорированию, перед началом печати и/или во время печати, и, возможно, корректирует положение и выполняет привод системы печати для обеспечения правильной ориентации участка изображения даже в случае неправильной установки положения опорной рамы.

В соответствии с настоящим изобретением, устройство ассоциировано с модулем команд и управления, который регулирует и управляет его функционированием. Модуль команд и управления содержит, по меньшей мере, запоминающее устройство, содержащее архив из множества изображений, декораций, дизайнов, ландшафтов и вообще графических узоров, к которому обращается пользователь для выбора графического узора, для воспроизведения.

Модуль команд и управления может содержать или быть связан с модулем для получения изображения, например, сканером, камерой или другим соответствующим устройством, для получения изображения, которое затем соответствующим образом масштабирования, например, увеличенное, может быть воспроизведено на поверхности, подлежащей декорированию.

Модуль команд и управления также содержит командный интерфейс, с помощью которого оператор может не только выбрать из архива изображение, подлежащее воспроизведению, но может также изменить его, например, вставить надписи или тому подобное, или он может комбинировать вместе два или более изображений, или выполнить требуемую обработку выбранного изображения.

Модуль команд и управления также соединен с опорной рамой печатающей системы для определения ее перемещения в декартовых координатах в соответствии с напечатанным изображением.

Краткое описание чертежей

Эти и другие характеристики настоящего изобретения будут понятны из следующего описания предпочтительной формы варианта осуществления, представленного, как неограничительный пример, со ссылкой на приложенные чертежи,

на которых:

- на фиг.1 показан вид сзади устройства в соответствии с настоящим изобретением в соответствии с одной формой варианта осуществления;

- на фиг.2 показан вид в разрезе устройства на фиг.1 от А до А;

- на фиг.3 показана деталь системы печати устройства на фиг.1;

- на фиг.4а, 4b, 4c и 4d показана последовательность этапов декорации стены, используя настоящее изобретение.

С тем, чтобы способствовать пониманию, одни и те же номера ссылочных позиций использовали, где только это возможно, для идентификации идентичных общих элементов на чертежах.

Осуществление изобретения

Устройство 10 для воспроизведения изображения, как показано на фиг.1 и 2, содержит опорную раму 12, в данном случае квадратную, со сторонами, равными приблизительно 50 см. В одном решении, которое не показано здесь, опорная рама 12 может иметь ножки или малые присоски, или аналогичные элементы, которые облегчают ее установку оператором на стене, на которую требуется нанести декорацию, и также для повышения стабильности во время использования.

Очевидно, что, как форма, так и размеры устройства 10, показанные на чертежах, являются только примером; размеры могут изменяться, хотя устройство остается сконфигурированным для, в основном, его использования вручную, таким образом, что его размеры и вес позволяют удерживать его оператором в положении, также во время использования.

Устройство 10, показанное на чертежах, в данном случае содержит печатающую головку 14, которая может перемещаться на опорной раме в вертикальном направлении "у", вдоль первой направляющей 16.

Здесь и далее в описании вертикальное и горизонтальное направления относятся к представлению на фиг.1, хотя очевидно, что устройство 10 можно использовать в любой ориентации, также с наклонными сторонами относительно горизонтального или вертикального направлений.

Через печатающую головку 14 проходит червячный винт 18, который, на обоих концах соединен с соответствующими держателями 20; держатели 20 поддерживают печатающую головку 14 и обеспечивают возможность ее вращения. Держатели 20 оба соединены с ремнем 22 (как показано на фиг.1), который обеспечивает возможность их движения вдоль второй направляющей 24 в горизонтальном направлении "x".

Движение в вертикальном направлении печатающей головки 14 генерируется на основе того факта, что червячный винт 18 может вращаться в одном направлении или другом, при этом вращательное движение определяется первым средством 26 привода, которое расположено внутри одного из двух держателей 20, в данном случае, внутри нижнего держателя.

Для обеспечения вращения двух ремней 22, один из которых расположен на первой горизонтальной стороне и другой на противоположной горизонтальной стороне рамы 12, для передачи горизонтальных движений опорной раме 12, используется второе средство 28 привода, соединенное с держателем 30, которое передает вращение второго средства 28 привода на два ремня 22.

Функционированием первого средства 26 привода и второго средства 28 привода управляет модуль 40 управления (показанный на фиг.4а), который соединен с устройством 10 с помощью кабеля 32. В области изобретения устройство 10 может быть соединено с модулем управления, используя беспроводное соединение, Bluetooth или соединение любого другого типа.

Для определения степени наклона устройства 10 для возможной коррекции ориентации изображения, которое должно быть нарисовано модулем управления, с одной стороны рамы 12 установлен трехосевой акселерометр 34.

Очевидно, что в области изобретения один или больше акселерометров 34 могут быть расположены на одной или больше соответствующих сторонах опорной рамы 12.

Печатная головка 14, как показано на фиг.3, состоит из сопел 102 (например, пяти сопел: голубого, пурпурного, желтого, белого и черного) с соответствующими картриджами для раскрашивания стены 200 с нанесением части изображения, и системы 100 оптического детектирования, которую используют при движении устройства 10 для определения с помощью модуля 40 управления, по меньшей мере, положения одной или больше уже произведенных частей и, таким образом, для определения точки, из которой требуется повторно начать нанесение рисунка на стену 200.

В одной форме варианта осуществления, показанной на фиг.2, устройство 10 имеет две ручки 36, взаимосвязанные с рамой 12 устройства 10, которые обеспечивают возможность использования вручную оператором.

Устройство 10 также может быть выполнено более крупным, и, поэтому, с трудом удерживаемым вручную оператором, или, по меньшей мере, в течение периода, требуемого для завершения соответствующей части изображения; в этом случае одна форма варианта осуществления изобретения обеспечивает то, что опорная рама 12 устанавливается на самодвижущемся держателе 208 (показан пунктирными линиями на фиг.4a), и операции по нанесению рисунка в данном случае могут выполняться, по меньшей мере, частично, без вмешательства оператора.

Устройство 10, описанное выше, функционирует следующим образом.

На фиг.4d показана стена, полностью разрисованная с нанесением изображения 202, которое должно быть получено в результате повторения декоративного элемента 204, как по вертикали "y", так и по горизонтали "x".

На фиг.4а показан первый этап способа по нанесению изображения на стену 200, используя устройство 10, в случае, когда изображение 202, которое должно быть воспроизведено, разделено на разные последовательные части 206, соответственно, 206а, 206b, 206c, 206d. Положение устройства 10 устанавливают, либо вручную оператором, используя две ручки 36, или используя самодвижущееся устройство 208, которое поддерживает устройство 10, в соответствии с верхней левой кромкой, от которой начинают воспроизведение первой части изображения 206a на стене 200.

Устройство 10 начинает наносить изображение первой части изображения, перемещая печатающую головку 14, как в горизонтальном направлении "x", так и в вертикальном направлении "y", вдоль всей длины устройства 10.

В соответствии с горизонтальным концом первой части изображения 206a, рядом с которым в непосредственной близости к которому должна быть впоследствии размещена вторая часть изображения 206b, устройство 10 будет отслеживать вертикальную кромку 210a, которая впоследствии используется для распознавания части уже нанесенного изображения. В соответствии с вертикальным концом первой части изображения 206a, в непосредственной близости с которой впоследствии должна быть размещена по вертикали другая часть изображения 206c, устройство 10 будет отслеживать горизонтальную кромку 210b (как показано на фиг.4b), которая впоследствии используется для распознавания части уже нанесенного изображения.

На фиг.4b устройство 10 закончило нанесение первой части изображения 206a, на которой показаны соответствующие кромки 210a, 210b, непрерывно с последующими частями изображения, которые должны быть нанесены впоследствии. Устройство 10, поэтому, может перемещаться в направлении следующей части изображения. Как показано на фиг.4b, устройство 10 перемещается поперечно таким образом, что оно может воспроизводить часть изображения 206b, которая уже находится справа от части уже нанесенного изображения 206a. Для определения положения, от которого следует повторно начать нанесение изображения, устройство 10 использует систему 100 детектирования, которая установлена внутри печатающей головки 14, для анализа положения вертикальной кромки 210a, которая уже была нанесена.

Как показано на фиг.4c, после того, как положение кромки 210a будет определено, устройство 10 начинает наносить изображение второй части изображения 206b, используя те же характеристики и способ, как описано выше. Кромка 210a, которая была нанесена с оттенком цвета, сравнимым с частью 206b изображения, будет полностью нанесена в результате нанесения части изображения 206b, представляя, таким образом, идею непрерывности изображения 202.

Очевидно, что модификация и/или добавление частей могут быть выполнены в устройстве для воспроизведения изображения 10, как описано выше, без выхода за пределы области и объема настоящего изобретения.

Например, в области изобретения, вместо печатающей системы с соплами, как описано выше, можно использовать лазерные гравирующие головки, фрезеровальную головку или даже устройства подачи клеящих веществ, например, для нанесения материалов, таких как обои или декорации, в общем, в соответствии с определенными графическими структурами.

Понятно, что вместо отслеживания конкретной кромки, такой как 210a, как описано выше, в качестве опорной можно использовать любой опорный знак или часть изображения.

Также понятно, что хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на определенные конкретные примеры, специалист в данной области техники, определенно, будет иметь возможность получения множества других эквивалентных форм устройства, для воспроизведения изображения 10, имеющих характеристики, представленные в формуле изобретения и, следовательно, всех попадающих в область защиты, определенную ею.

1. Устройство воспроизведения изображений или вообще графических структур на больших поверхностях, содержащее:
опорную раму (12), снабженную по меньшей мере первой направляющей (16) вдоль первого направления (y) и по меньшей мере второй направляющей (24) вдоль второго направления (x);
по меньшей мере одну печатающую систему (14), выполненную с возможностью перемещения относительно упомянутой опорной рамы (12);
по меньшей мере одно первое средство (26) электродвигателя, выполненное с возможностью перемещения упомянутой по меньшей мере одной печатающей системы (14) вдоль упомянутого первого направления (y), и по меньшей мере одно второе средство (28) электродвигателя, выполненное с возможность перемещения упомянутой печатающей системы (14) вдоль упомянутого второго направления (x);
систему (100) оптического просмотра, связанную с упомянутой опорной рамой (12) и выполненную с возможностью распознавания положения уже нанесенного участка изображения и распознавания возможных опорных знаков, установленных на этапе нанесения упомянутого участка изображения для обеспечения правильной установки положения устройства для нанесения соседнего участка изображения, подлежащего нанесению следующим;
модуль (40) управления, выполненный с возможностью разделения изображения или графической структуры, подлежащей воспроизведению, на множество подучастков, для подачи команды в упомянутую печатающую систему (14) для нанесения на первом этапе воспроизведения первого из упомянутых подучастков и одного из упомянутых опорных знаков для обеспечения позиционирования упомянутой опорной рамы (12) с использованием упомянутых опорных знаков для нанесения второго из упомянутых подучастков.

2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее устройство обнаружения наклона (34), связанное по меньшей мере с одной стороной опорной рамы (12), для обнаружения ориентации опорной рамы (12) относительно стенки (200), подлежащей декорированию, и для определения правильной ориентации наносимой декорации для компенсации возможной ошибочной ориентации печатающей системы (14).

3. Устройство по п.1 или 2, в котором упомянутая опорная рама (12) имеет ручки (36) для ручного перемещения и поддержки и/или опорные ножки для удержания рамы (12) неподвижно на поверхности, подлежащей декорированию.

4. Устройство по п.1 или 2, характеризующееся тем, что имеет квадратную или прямоугольную форму с размером стороны от 30 до 100 см.

5. Устройство по п.1 или 2, характеризующееся тем, что связано или выполнено с возможностью связи с опорным средством (208), таким как тренога или тому подобное, в том числе самодвижущегося типа.

6. Способ воспроизведения изображения на стене (200) или тому подобном с использованием устройства (10) по любому из пп.1-5, содержащий этапы, на которых:
выбирают изображение, графическую структуру или декорацию (212) любого типа в запоминающем устройстве электронного типа;
разделяют изображение на множество подучастков;
наносят на упомянутую стену (200) или тому подобное упомянутый подучасток;
выполняют перемещение устройства в положение, примыкающее к упомянутому подучастку, для нанесения соседнего подучастка;
распознают часть уже воспроизведенного изображения, присутствующую на первом подучастке, для выровненного нанесения второго подучастка и его нанесения;
повторяют предыдущие этапы.

7. Способ по п.6, в котором используют опорные знаки, закрепленные так, чтобы обеспечивать распознавание краев подучастка, уже нанесенного на стену.

8. Способ по п.6 или 7, дополнительно содержащий по меньшей мере этап, на котором обнаруживают наклон устройства (10) относительно стены (200) с возможной коррекцией изображения, подлежащего воспроизведению, в соответствии с наклоном, обнаруженным устройством.