[发明专利]带有视觉功能的3D打印装置及其工作方法

权利要求书

1.一种3D打印装置，其特征在于，包括：控制模块、六自由度并联平台、位于六自由度并联平台上方的打印装置，以及

所述打印装置连接在六自由度机械臂上；

位于六自由度并联平台的四周设有图像采集装置，以采集打印3D物件的多角度图像数据；

所述控制模块适于根据多角度图像数据控制六自由度并联平台调整平台倾角，以及控制六自由度机械臂调整打印装置的打印角度。

2.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于，

所述图像采集装置包括成像镜头模组，所述成像镜头模组包括：沿着光轴从物侧至像侧依次排列有：

具有负屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；

具有正屈折力的第二透镜，其物侧表面和像侧表面均为凸面；

具有正屈折力的第三透镜，其物侧表面为凸面；

具有负屈折力的第四透镜，其呈弯月状；

光阑，其大小可调节；

具有负屈折力的第五透镜；

具有正屈折力的第六透镜，第五透镜和第六透镜为复合透镜；以及

具有正屈折力的第七透镜，由塑料材质所制成，其物侧表面为凹面，且物侧表面与像侧光学面皆为非球面，以及在物侧表面设有至少一个拐点；

其中，所述成像镜头模组的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f₂，所述第三透镜的焦距为f₃，第五透镜和第六透镜的复合焦距为f₅，满足下列关系式：

3.3＜|f/f₂|+|f/f₃|＜4.5，

10.8< f/f₅＜13.5；以及

还满足下列关系式：0.65<T_d/TTL<0.75，其中，T_d为第四透镜的像侧表面至第七透镜的物侧表面在光轴上的间距；TTL为整个透镜系统的总长。

3.根据权利要求2所述的3D打印装置，其特征在于，

f_t为第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合焦距；

D_u为第五透镜的物侧表面至第七透镜的像侧表面在光轴上的间距，并且

满足下列关系式： 0.6<D_u/f_t<1。

4.根据权利要求3所述的3D打印装置，其特征在于，

在所述第七透镜的物侧表面的切线上设置一切点，所述切线垂直于光轴，且所述切点不位于光轴上，Y_C为所述切点与光轴的垂直距离，并且

满足下列关系式：0.1＜Y_C/f＜0.8。

5.根据权利要求4所述的3D打印装置，其特征在于，

还建立下列关系式1.8＜|R6a/f|＜3.0，其中

R6a表示的所述第六透镜的物体侧表面的曲率半径。

6.根据权利要求2或3所述的3D打印装置，其特征在于，

设定SAG7为第七透镜的物侧表面与光轴的交点至成像表面的最大有效径位置于光轴上的水平位移距离；CT7为第七透镜在光轴上的中心厚度，满足下列关系式：1.8<SAG7/CT7<3.0。

7.根据权利要求6所述的3D打印装置，其特征在于，

所述第一透镜在光轴上的厚度为CT₁，所述第二透镜在光轴上的厚度为CT₂，所述第三透镜在光轴上的厚度为CT₃，所述第四透镜在光轴上的厚度为CT₄，满足下列关系式：0.3＜(CT₁+CT₂+CT₃+CT₄)/f＜0.6。

8.根据权利要求2所述的3D打印装置，其特征在于，

所述第一透镜的色散系数为v₁，所述第二透镜的色散系数为v₂，满足下列关系式：15＜v₁-v₂＜30；以及

所述第二透镜和第三透镜之间的空气间隔为3.75~5.15mm，

所述第六透镜和第七透镜之间的空气间隔为5.55~7.70mm。

9.一种3D打印装置的工作方法，其特征在于，

包括：控制模块、六自由度并联平台、位于六自由度并联平台上方的打印装置，以及

所述打印装置连接在六自由度机械臂上；

位于六自由度并联平台的四周设有图像采集装置，以采集打印3D物件的多角度图像数据；

所述控制模块适于根据多角度图像数据控制六自由度并联平台调整平台倾角，以及控制六自由度机械臂调整打印装置的打印角度。