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专利号: 2021114102335
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于栅格化3D打印分区路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)选取具有孔洞结构的模型并通过切层软件得到填充区域与轮廓;

(2)将所得到的填充区域进行栅格化处理,得到填充单元格与非填充单元格;

(3)将栅格化后的填充区域置于坐标轴中,按照矩形分区原则将单元格划分为多个矩形区间;

(4)运用中点坐标公式求解出每个矩形的中心点坐标(x1,y1),(x2,y2)...(xn,yn),并记为起始集合点R={S1,S2,…,Sn};

(5)运用蚁群算法求解出遍历所有起始点的最短路径,蚁群算法遍历所有起始点得出的路径即为每个矩形区间的遍历顺序;

(6)根据得到的矩形区间遍历顺序设置起始点,按照直线填充方式对矩形区域进行填充;

(7)沿起始点开始采用平行直线填充方式,将访问过的单元格标记从0变成1,遇拐角处需按照上下左右四个方位寻找临近点,如没有填充单元格,则需回溯至上一点按照上下左右四个方位寻找临近点,直至找到下一区间起始点位置;

(8)遍历过的单元格值会发生改变直至所有单元格遍历完成单元格数字变为1,则最终得到填充路径。

2.根据权利要求1所述的基于栅格化3D打印分区路径规划方法,其特征在于,所述步骤(2)中栅格化后单元格的大小根据填充率的变换而改变,其长度范围为0.1mm~1mm,对应填充率为100%~10%。

3.根据权利要求1所述的基于栅格化3D打印分区路径规划方法,其特征在于,所述步骤(2)中,对栅格化后单元格进行数字赋值,其中填充单元格标记为0,非填充单元格标记为1。

4.根据权利要求1所述的基于栅格化3D打印分区路径规划方法,其特征在于,所述步骤(3)中,将栅格化后的填充区域置于坐标轴中,设置纵向虚拟分割线沿着x轴正方向扫描,在不规则孔洞区域y值发生变化时留下虚拟分割线标记,通过此方法将打印区间划分为多个矩形。

5.根据权利要求1所述的基于栅格化3D打印分区路径规划方法,其特征在于,所述步骤(4)中将每个矩形的中心点坐标视为蚁群算法遍历集合点。

6.根据权利要求1所述的基于栅格化3D打印分区路径规划方法,其特征在于,所述步骤(5)运用蚁群算法的方法为:初始化蚁群算法基本参数,蚂蚁数量m,信息启发因子α,期望启发因子β,信息挥发素ρ,信息素强度Q;将m只蚂蚁随机放在起始点上,则蚂蚁k按照下式进行选择下一个节点,

蚂蚁k依次完成对有所质点的遍历。

7.根据权利要求1所述的基于栅格化3D打印分区路径规划方法,其特征在于,所述步骤(5)中蚁群算法设蚂蚁每访问一条区间就会留下信息素,信息素会影响蚁群对下一个节点选择的判断,因此在算法中每一只蚂蚁到达下一个节点都需要对各个起始点做信息素更新处理,更新机制如下公式:

τij(t+n)=τ·τij(t)+Δτij当蚁群中m只蚂蚁全部到达终点后所形成的路径即为区间遍历顺序。

8.根据权利要求1所述的基于栅格化3D打印分区路径规划方法,其特征在于,所述步骤(6)中起始点的位置为蚁群算法求得的区间遍历顺序中最先遍历区间的边界处。