[发明专利]一种基于费马尔螺旋线的3D打印路径规划方法

摘要

本发明公开了一种基于费马尔螺旋线的3D打印路径规划方法，包括以下步骤将给定的拓扑连通区域，以设定间隔宽度依次生成均匀等值线；根据均匀等值线构造螺旋连通图，根据螺旋连通图生成螺旋连通树；根据螺旋连通树将相关联的均匀等值线进行连接，形成连通费马尔螺旋线；构建打印路径宽度一致的约束条件，通过全局优化方法，对生成的连通费马尔螺旋线进行平滑化处理。本发明基于费尔马螺旋线，对于任意的拓扑连通区域，生成同时具有连续和平滑两种特性的打印喷头路径，显著提高了打印质量并减少了打印时间。

主权项

一种基于费马尔螺旋线的3D打印路径规划方法，其特征是：包括以下步骤：(1)将给定的拓扑连通区域，以设定间隔宽度依次生成均匀等值线；(2)根据均匀等值线构造螺旋连通图，根据螺旋连通图生成螺旋连通树；(3)根据螺旋连通树将相关联的均匀等值线进行连接，形成连通费马尔螺旋线；(4)在打印路径宽度一致的约束条件下，通过全局优化方法，对生成的连通费马尔螺旋线进行平滑化处理；所述步骤(1)中，对于生成的每条均匀等值线，用该均匀等值线到给定拓扑连通区域边界的距离和所有相距该距离的均匀等值线的索引结合表示；所述步骤(2)中，具体步骤包括：(2‑1)根据均匀等值线构造边带权重的螺旋连通图；(2‑2)由螺旋连通图生成的最小生成树为螺旋连通树；所述步骤(3)中，具体步骤包括：(3‑1)将螺旋连通树分解为多个独立的费马尔螺旋线子树和树干节点；(3‑2)连接费马尔螺旋线子树对应的均匀等值线生成子费马尔螺旋线；(3‑3)连接子费马尔螺旋线与其关联的树干节点对应的均匀等值线；(3‑4)连接树干节点对应的均匀等值线。