一種自動繪圖儀的製作方法
2023-06-30 17:55:01
專利名稱：一種自動繪圖儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於教學儀器，亦屬於自動控制領域，具體為一種自動繪圖儀。
背景技術：
數學老師在上課過程中需要 在黑板上畫圖時，往往會準備多件畫圖工具，並且在畫圖過程中頻繁更換，不僅耽誤時間，而且很不標準、不美觀。學生做作業繪製數學圖形同樣經常遇到不夠標準的問題。設計師也常有繪製精確的函數曲線的需求。工業、廣告、裝修、壁畫等領域，常常需要高效精準的放樣作業。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種使用方便的自動繪圖儀，尤其解決數學函數曲線的標準化精準度問題。為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種自動繪圖儀，包括控制系統、驅動系統和執行機構。所述控制系統是一主控盒；主控盒包括含有輸入程序、識別程序、編輯程序、矢量轉換程序、路徑計算程序的主板，以及輸入裝置、開關、電源和連接線，主控盒內的各部件通過數據線或導線連接；所述驅動系統包括電機、運動軌道和運動塊；運動軌道包括導杆和螺紋杆，電機位於運動軌道的底端，運動塊導杆套接，與螺紋杆螺紋連接；所述驅動系統包括橫向和縱向兩套，橫向驅動系統固定在縱向驅動系統的運動塊上；所述執行機構包括提落裝置、筆、固定於提落裝置上的筆套和筆套上的旋鈕，所述筆與兩套驅動系統構成的平面相垂直，提落裝置固定在橫向驅動系統的運動塊上。採用上述技術方案的自動繪圖儀通過手寫屏、儲存卡、USB接口輸入需要繪製的圖形，主板中的輸入程序、識別程序、編輯程序、矢量轉換程序、路徑計算程序將輸入的圖形信號轉換為驅動系統和執行機構所需的執行指令，從而控制X軸和Y軸兩個方向驅動系統的運動，以及控制提落裝置(電磁鐵)的通與斷來控制筆的提與落，使畫筆畫出預設的二維圖像，能快速精確地繪製圖形，省去了手工畫圖的繁瑣，給老師和學生節省了很多課堂時間並且提供了很大的方便；設置儲存卡，便於老師電子備課，並可建立圖庫，實現擴展功能，完成較複雜的工作；數學手寫輸入格式，以現行教科書格式為準，勿需另學電腦文檔格式；屏幕有縮放、平移功能，便於書寫和預覽。進一步，所述運動軌道還包括底座和頂座，所述導杆設有四根，四根導杆各自穿過運動塊四角所設有的孔形成軌道，兩端分別固定於底座和頂座；與導杆平行的螺紋杆穿過運動塊中央位於四根導杆圍成的幾何中心，且底端與電機之間通過聯軸器連接，上端通過軸承固定在頂座；電機固定在運動軌道的底座上；導杆為中空，連線布置其中。進一步，所述運動塊具體為滑塊，且滑塊設有與螺紋杆相匹配的內螺紋，電機(直流步進電機)接收指令作正或反轉動，帶動螺紋杆作與之相適應的轉動，螺紋杆的轉動使運動塊在軌道結構中發生位移，將電機的圓周運動轉換為運動塊的直線運動。進一步，所述主控盒上還設有吸附裝置，通過吸附裝置的作用可以使整個繪圖儀固定在黑板(牆)上繪圖邊緣；主控盒與驅動系統也可設置為分開模式，便於繼續繪圖的調整和編輯。
以下結合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明圖I是本實用新型一種自動繪圖儀的第一種實施例的示意圖；圖2是本實用新型一種自動繪圖儀的第二種實施例的示意圖；圖3是本實用新型一種自動繪圖儀的第三種實施例的示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型提供一種自動繪圖儀，包括控制系統、驅動系統和執行機構；所述控制系統是一主控盒4 ;主控盒4包括含有輸入程序、識別程序、編輯程序、矢量轉 換程序、路徑計算程序的主板，以及輸入裝置、開關、電源和連接線等，主控盒內的各部件通過數據線或導線連接；所述驅動系統包括電機2、2 '、運動軌道和運動塊7、7 ';運動軌道包括導杆6、6 ,和螺紋杆5、5 ,，電機2、2 ,位於運動軌道的底端，運動塊7、7 ,與導杆6、6^套接，與螺紋杆5、5 螺紋連接；所述驅動系統包括橫向和縱向兩套，橫向驅動系統固定在縱向驅動系統的運動塊7上；所述執行機構包括提落裝置9、筆10、固定於提落裝置上的筆套11和筆套上的旋鈕12，所述筆10與兩套驅動系統構成的平面相垂直，提落裝置9固定在橫向驅動系統的運動塊7 z上。所述運動軌道還包括頂座8、8 ,和底座1、1 ,，所述導杆6、6,設有四根，兩端分別固定於底座1、1 z和頂座8、8,;螺紋杆5、5,位於四根導杆6、6 圍成的幾何中心且底端與電機2、2 y之間通過聯軸器連接，上端通過軸承固定在頂座8、8,;電機2、2,固定在運動軌道的底座I、I z上；運動塊7、7,四角和中央有孔，讓導杆6、6 和螺紋杆5、5 穿過以形成軌道運動結構，且運動塊中央孔內壁設有與螺紋杆相匹配的內螺紋。將自動繪圖儀放置固定在繪圖區域的邊緣，確定原點，通過手寫屏、儲存卡、USB接口輸入需要繪製的圖形，主板中的輸入程序、識別程序、編輯程序、矢量轉換程序、路徑計算程序將輸入的圖形信號轉換為驅動系統和執行機構所需的執行指令，從而控制X軸和Y軸兩個方向驅動系統的運動，以及控制提落裝置(電磁鐵)的通與斷來控制筆的提與落，使畫筆快速精確地畫出預設的二維圖像，省去了手工畫圖的繁瑣，給老師和學生節省了很多課堂時間，並且提供了很大的方便。圖2是本實用新型的一種縮小型(文具型、臥式)自動繪圖儀，Y軸驅動系統已經內置於主控盒內，圖中示出了主控盒中的USB接口 13、功能按鈕14以及輸入屏15，驅動系統中的導杆6 '、螺紋杆5 '、運動塊7 '和頂座8 '以及執行機構中的筆套11和畫筆10。使用方法和步驟與教具型相同，即先進行軟體操作，將要繪製的圖形顯示在屏幕上。顯示的方式有手寫輸入、儲存卡調出、USB調入等。編輯完畢後令儀器進入待輸出狀態。接著進行機械操作，將自動繪圖儀放置在作業本繪圖區域的邊緣，確定原點，然後按下輸出按鈕，繪圖儀便自動開始工作。繪圖儀通過X軸和Y軸兩個方向運動的綜合作用，使畫筆畫出預設的二維圖像，完成作業。圖3示出的是本實用新型應用在大作業面時的結構，在縱向方向設置了兩套完全同步的驅動系統，圖中示出了主控盒4、底座1、1'、1"、電機2、2'、2"、導杆6、6'、6"、螺紋杆5、5'、5"、運動塊7、7'、7"、頂座8、8'、8"、吸盤3、電磁鐵9、筆套11、筆10和旋鈕12，縱向驅動系統的兩端各自設有一吸盤以固定整個繪圖儀。使用方法和步驟與教具型相同，即先進行軟體操作，將要繪製的圖形顯示在屏幕上。顯示的方式有手寫輸入、儲存卡調出、USB調入等。編輯完畢後令儀器進入待輸出狀態。接著進行機械操作，將自動繪圖儀放置在大作業面的繪圖區域的邊緣，確定原點，然後按下輸出按鈕，繪圖儀便自動開始工作。繪圖儀通過X軸和Y軸兩個方向運動的綜合作用，使畫筆畫出預設的二維圖像，完成作業。圖中顯示主控盒與兩套縱向驅動系統的連接線為外置。此型號對超大作業面的繪圖另開發有分割繪圖功能。以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出對於本領域的技術人員來 說，在不脫離本實用新型結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，除了作為教學工具，用於畫函數圖像和幾何圖形外，還可作為美術工具畫輪廓圖、寫空心字，生產大型號可用於壁畫(線描)、戶外標語(勾輪廓)等，工業上、裝飾裝修、廣告等方面也可開發利用，這些都不會影響本實用新型實施的效果和專利的實用性。
權利要求1.一種自動繪圖儀，其特徵在於包括控制系統、驅動系統和執行機構，所述控制系統是ー主控盒；主控盒包括主板，以及輸入裝置、開關、電源和連接線，主控盒內的各部件通過連接線連接；所述驅動系統包括電機、運動軌道和運動塊；運動軌道包括導杆和螺紋杆，電機位於運動軌道的底端，運動塊與導杆套接，與螺紋杆螺紋連接；所述驅動系統包括橫向和縱向兩套，橫向驅動系統固定在縱向驅動系統的運動塊上；所述執行機構包括提落裝置、筆、固定於提落裝置上的筆套和筆套上的旋鈕，所述筆與兩套驅動系統構成的平面相垂直，提落裝置固定在橫向驅動系統的運動塊上。
2.如權利要求I所述的自動繪圖儀，其特徵在於所述運動軌道還包括底座和頂座，所述導杆設有四根，四根導杆各自穿過運動塊四角所設有的孔形成軌道，兩端分別固定於底座和頂座；與導杆平行的螺紋杆穿過運動塊中央位於四根導杆圍成的幾何中心，且底端與電機之間通過聯軸器連接，上端通過軸承固定在頂座；電機固定在運動軌道的底座上；所述導杆為中空，連線布置其中。
3.如權利要求I或2所述的自動繪圖儀，其特徵在於所述運動塊具體為滑塊，且滑塊設有與螺紋杆相匹配的內螺紋。
4.如權利要求3所述的自動繪圖儀，其特徵在於所述主控盒上還設有吸附裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種自動繪圖儀，包括控制系統、驅動系統和執行機構，所述控制系統是一主控盒；主控盒包括主板，以及輸入裝置、開關、電源和連接線，主控盒內的各部件通過連接線連接；所述驅動系統包括電機、運動軌道和運動塊；運動軌道包括導杆和螺紋杆，電機位於運動軌道的底端，運動塊與導杆套接，與螺紋杆螺紋連接；所述驅動系統包括橫向和縱向兩套，橫向驅動系統固定在縱向驅動系統的運動塊上；所述執行機構包括提落裝置、筆、固定於提落裝置上的筆套和筆套上的旋鈕，所述筆與兩套驅動系統構成的平面相垂直，提落裝置固定在橫向驅動系統的運動塊上。本實用新型解決了老師在黑板上畫圖和學生在作業本上畫圖時不規則、不方便的問題。
文檔編號B43L13/24GK202623705SQ201120501220
公開日2012年12月26日 申請日期2011年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者谷華峰 申請人:谷華峰