一种绘图机及工作台的制作方法

本发明涉及一种输出设备，特别涉及一种绘图机及工作台。

背景技术：

绘图机是一种自动化的制图装置。在计算机指令的控制下，通过控制接口将计算机语言转换成绘图机的控制信号，控制绘图机构如绘图笔不同维度方向的移动和抬笔、落笔等动作，从而绘出图形或文字，需要绘图机在制图过程中能够稳定输出和精度制图。但是传统控制的绘图机存在精度较差、输出不稳等问题。

现有的一些绘图机、3d打印机等，在xy平面，都是靠牵引/驱动打印机构或绘图机构沿着x轴和y轴运动，驱动打印机构或绘图机构沿着x轴运动的驱动机构(也可以成为牵引机构)和驱动打印机构或绘图机构沿着y轴运动的驱动机构，分别或多或少占据了打印机构或绘图机构在x轴或y轴方向上的有效打印/绘图空间，且结构复杂，体积较大，成本高，不方便携带。

技术实现要素：

发明目的：本发明提供了一种可以实现稳定绘图和精度绘图的绘图机。本发明还提供了该绘图机使用的工作台。

技术方案：本发明所述的一种绘图机，包括位于两侧的左右基座、第一牵引机构、第二牵引机构、位于左右基座之间的在第一牵引机构传动下可沿x轴方向移动的绘图机构，以及位于绘图机构下方、在第二牵引机构传动下沿y轴方向移动的工作平台。

优选地，左右所述基座内侧具有用于工作平台y轴方向导向的导向机构。

优选地，所述导向机构设置有固定于所述基座的用于所述导向机构位置调节的调节机构；和/或所述调节结构设置有用于所述调节机构复位的复位机构。

优选地，所述绘图机包括位于两侧的左右基座、工作平台、第二牵引机构、安装于左右基座之间的连杆，安装于连杆上可沿着连杆水平滑动的绘图机构、用于牵引所述绘图机构沿着连杆滑动的第一牵引机构以及用于牵引工作平台横向移动的第二牵引机构，所述基座内侧具有用于工作平台横向导向的导向机构，所述导向机构设置有用于调节导向机构位置调节机构，所述调节结构设置有用于所述调节机构复位的复位机构。

优选地，所述第二牵引机构为转向传动装置，包括固定于左右所述基座之间的轴向延伸的齿杆以及固定于工作平台y轴中间轴线处的齿条。

优选地，所述齿杆与所述电机连接实现齿杆转动。

优选地，所述第一牵引机构为设置于左右所述基座之间的x轴方向固定的连杆、与所述绘图机构连接的同步带以及带动所述同步带纵向移动的电机；所述绘图机构与所述连杆滑动连接。

优选地，所述电机为伺服电机、步进电机或者其他形式的电机。

优选地，所述导向机构为设置于左右基座内侧的相对设置的导向轮组件，每个基座上至少固定有一组导向轮组件，所述导向轮组件包括竖向分布的第一导向轮以及位于所述第一导向轮下方的第二导向轮。

优选地，每个所述基座内侧设置有位于同一高度的两组导向轮组件，使得位于左右基座的导向机构在用于横向导向工作平台时，工作平台更加稳定。

优选地，所述调节机构包含用于调节导向机构竖向位置的第一调节机构以及用于调节导向机构的轴向位置的第二调节机构。优选地，所述第一调节机构上设置有限定所述第一机构相对于所述第二调节机构竖向行程的第一导轨；所述调节机构设置有限定所述第二调节机构轴向移动行程的第二导轨。

所述第一调节机构可以由两种结构分别为第一调节机构a以及第一调节机构b。

所述第一调节机构a包括第一基板a、设置于所述第一基板a上的竖向设置的第一导轨a以及用于定位所述第一基板a的第一定位装置a；

所述第一基板a上设置有用于安装所述第一导向轮的第一中心轴，所述第二基板上设置有用于安装第二导向轮的第二中心轴。

所述第一调节机构b包括上下设置的两块第一基板b，分别位于上方的第一基板b1以及位于下方的第一基板b2，设置于所述第一基板b1上的用于第一基板b1导向的第一导轨b以及用于定位第一基板b1的第一定位装置b。

所述第一基板b1上设置有用于安装第一导向轮的第一中心轴，所述第一基板b2上设置有用于安装第二导向轮的第二中心轴。

所述第二调节机构包括竖直设置的第二基板、设置于所述第二基板上用于固定所述第一基板a的第一定位孔以及用于第二基板轴向导向的第二导轨。

优选地，所述第二基板上设置有用于第二基板与所述基座固定的第二定位孔。

优选地，所述调节机构设置有用于固定所述第二基板的第三基板，所述第三基板轴向延伸，在所述第三基板上设置有轴向延伸的第二导轨，所述第二调节机构的第二基板在与所述第三基板固定的侧边上，设置有用于固定第二基板与第三基板的第二定位装置。

优选地，第三基板可以为第一基座的侧板，或者为调节机构单独设置的基板；所述第一基板a横向延伸，第一基板a一侧面上设置有与所述第一导向轮固定的第一中心轴，所述第一导向轮通过轴套与所述第一中心轴固定，可围绕第一中心轴转动，在所述第一基板a上设置有竖向分布的长条形或者长孔形的开槽作为第一导轨a；所述第二基板横向延伸，在所述第二基板上设置有第一定位孔，所述第一定位装置a穿过第一导轨a，将第一基板a固定于第二基板上，所述第二基板的一侧设置有与所述第二导向轮固定的第二中心轴，所述第二导向轮通过轴套与所述第二中心轴固定，第二导向轮可围绕第二中心轴转动，所述第二基板的外侧侧边上设置有第二定位孔，所述第二基板固定于轴向延伸的第三基板上，所述第三基板上设置有轴向延伸的长条形或者长孔形第二导轨，所述第二定位装置穿过第二导轨，调整第二基板的轴向位置，通过第二定位孔将第三基板与第二基板固定。

本发明可以分别在左右每个基座内设置有第一调节机构a以及第二调节机构，共同组成调节机构。

优选地，每个所述基座内包含有第一调节机构以及至少一个基座内设置有第二调节机构。

进一步地，为了方便区分，位于两侧的基座分别为第一基座以及第二基座，本发明的调节机构为在所述第一基座内安装的第一调节机构a与第二调节机构，在所述第二基座内安装有第一调节机构b。

位于第二基座内的第一基板b1上的第一中心轴通过轴套固定有第一导向轮，在第一基板b1上设置有竖向延伸的长条形或者长孔形第一导轨b，第一基板b2上的第二中心轴通过轴套固定有第二导向轮，第一基板b2与第二基座固定，通过第一导轨b调节第一基板b1竖向位置后，将第一基板b1与第二基座固定。

本发明所述的一种基座，所述基座包括底座以及外壳，所述基座用于支撑绘图机，基座的一侧设置有用于工作平台横向导向的导向机构，在基座内安装有用于导向机构位置调节的调节机构，并且可以在基座内设置有用于调节机构复位的复位机构。

优选地，所述外壳内形成用于容纳调节机构以及复位机构的腔体，所述外壳壳体包括两块平行设置有的内、外壳体，包括位于基座内侧的第一壳体以及位于基座外侧的第二壳体，所述第一壳体上设置有用于导向轮穿过的通孔，所述第二壳体内侧设置有固定有复位机构的第一连接端，所述复位机构一端与所述第一连接段端固定，复位机构的另一端与所述第二基板固定。

优选地，带动所述第一牵引机构以及第二牵引机构的电机设置于外壳形成的腔体内。

本发明所述工作台，包括工作平台、左右基座、用于工作平台y轴方向移动的第二牵引机构、以及用于工作平台y轴方向导向的导向机构；和/或所述导向机构设置有用于所述导向机构位置调节的调节机构；和/或所述调节机构设置有用于所述调节机构复位的复位机构。

所述第二牵引机构为转向传动装置，包括固定于左右所述基座之间的轴向延伸的齿杆以及固定于工作平台y轴中间轴线处的齿条。

有益效果：(1)本发明提供了一种可稳定输出的绘图机，该绘图机通过第一牵引机构实现绘图机构的轴向位移，通过第二牵引机构实现工作平台的横向移动，基于这一结构通过可横向运动的工作平台，替代了传统绘图机中工作平台固定不动、绘图机构需要两套牵引/驱动机构分别牵引/驱动来实现其轴向移动和横向移动的方式，有效减少了上述牵引/驱动机构对绘图机构在x轴和/或y轴方向上的有效打印/绘图空间的影响，且结构巧妙合理，体积小，成本低；(2)本发明绘图机的工作平台与绘图机可拆卸，携带时将工作平台拆卸，进一步减小了收纳、运输或携带时的体积，方便保管、携带和运输等；(3)本发明的绘图机通过将第二牵引机构的从动齿条设置于工作平台中间，通过中心驱动，有效避免边驱动带来的抖动，可以实现工作平台更为平稳的横向移动；(4)本发明的绘图机设置有工作平台的导向机构，通过导向机构的两侧导向限位，甚至两侧前后导向的结合，进一步加强工作平台横向移动时的平稳性，有效提升工作精度：(5)本发明的导向装置的位置可以调节，使其可灵活适用于不同厚度和/或不同宽度等多种规格的工作平台，灵活易用，可应用场合更为广泛；(6)进一步的，本发明设置有复位机构，可有效减少/消除被调节机构调节的部件与调节机构之间的间隙，即有效减少/消除工作平台与导向机构之间的些微间隙，使其更精确适配于不同宽度的工作平台，进一步提升加工精度；(7)本发明同时提供的一种工作台，可用于安装绘图机或写字机等设备，结构巧妙合理，同样具备上述各优点。

附图说明

图1为本发明绘图机立体结构示意图；

图2为本发明绘图机正面剖视图；

图3为本发明绘图机侧面剖视图；

图4为本发明绘图平台结构示意图；

图5为本发明实施例1中第一调节机构a的爆炸结构示意图；

图6为本发明实施例1中第一调节机构b的结构示意图；

图7为本发明调节机构的侧面结构示意图；

图8为本发明调节机构与导向机构相对位置关系结构示意图；

图9为本发明实施例1第一基座结构剖视示图；

图10为本发明基座结构示意图；

图11为本发明工作台的结构示意图；

图12为本发明绘图工作台工作状态结构示意图。

具体实施方式

文中所述工作平台，即操作平台或加工平台，如绘图机的绘图平台或三维打印机的打印平台等，下列本实施例中的工作平台为绘图平台。

实施例1：如图1-4所示，本实施例提供了一种绘图机，该绘图机包括位于两侧的左右基座3、第一牵引机构4、第二牵引机构6、位于左右基座之间的在第一牵引机构传动下可沿x轴方向移动的绘图机构1，以及位于绘图机构下方、在第二牵引机构传动下沿y轴方向移动的工作平台5，在左右基座内侧固定有水平连杆2，该绘图机还包括耗材架12、安装在耗材架上的耗材盘11。

第一牵引机构4为与绘图机构2传动连接的同步带41，绘图机构1安装于水平连杆上，在第一牵引机构4传动下沿着连杆水平移动的绘图机构1。

第二牵引机构6为转向传动装置，包括固定于基座上轴向延伸的齿杆61以及固定于绘图平台5y轴中间轴线处的横向延伸的齿条51，设置于基座内的步进电机带动齿杆61转动，通过齿杆61与齿条51之间的啮合，带动绘图平台横向移动。绘图平台5通过导向机构7的限位导向，实现更为稳定的横向移动；设置于绘图平台5上的缺口52可用于定位绘图平台的初始位置，以完成绘图平台的零位调整。

本发明的左右基座分别为第一基座31以及第二基座32，在左右基座内侧具有用于工作平台y轴方向导向的导向机构7，导向机构7设置有用于导向机构7位置调节的调节机构8，调节结8设置有用于调节机构8复位的复位机构9。

如图5-6所示，本实施例中的调节机构8由第一调节机构和第二调节机构82组成，第一调节机构由第一调节机构a81以及第一调节机构b83组成。

第一调节机构a81包括第一基板a811、设置于第一基板a上的竖向延伸的第一导轨a812以及第一定位装置a813；第一导轨a812为竖向分布的位于第一基板a811上的长孔形的开槽(即呈长圆形/或长条形的开孔)，本实施例中第一定位装置a813为带螺帽的螺栓，第一导轨a的宽度小于螺帽的直径，并与螺栓杆部的直径相匹配，第一定位装置a813穿过第一导轨a将第一调节机构81与第二调节机构固定。

第二调节机构82包括第二基板821，第二基板821上设置有用于固定第一基板a的第一定位孔822(第一定位装置a依次穿过第一导轨a、第一定位孔将第一调节机构a81固定在第二调节机构上)，调节机构8还设置有用于第二基板821轴向导向的第二导轨823。

如图6所示，第一调节机构b83包括上下设置的两块第一基板b，分别位于上方的第一基板b1831以及位于下方的第一基板b2832，设置于第一基板b1上的用于第一基板b1导向的第一导轨b833以及用于定位第一基板b1的第一定位装置b834，第一基板b2832与基座固定。

如图7所示，调节机构8包括与设置于第二基板821竖直侧边固定的第三基板84，第三基板沿着x轴方向延伸，第二导轨823为设置于第三基板84上的轴向延伸的长孔形开槽(即呈长圆形/或长条形的开孔)，第二基板通过第二定位装置825与第三基板84固定。本实施例中第二定位装置825为带螺帽的螺栓，第二导轨823的宽度小于该螺帽的直径，并与该螺栓杆部的直径相匹配。

第二基板82的与第三基板固定的侧边上设置有第二定位孔824，第二定位装置825通过第二定位孔将第二基板与第三基板固定，即第二定位装置依次穿过第二导轨、第二定位孔将第二调节机构82固定在其他结构如第三基板84上。

第二基板82与第一基板a连接的侧面下方设置有一个凸出平台826，凸出平台826的凸起高度与第一基板a的厚度相同，保证第一基板a与第二基板组装完毕后的调节机构形成厚度一致的板块结构。

如图8所示，本发明的导向机构7由位于左右基座内侧的导向轮组件71组成，左右相对设置的导向轮组件71均由第一导向轮711以及位于第一导向轮下方的第二导向轮712组成，第一导向轮711以及第二导向轮712之间形成容纳绘图平台的轨道间隙。同时本实施例提供的导向机构中，每个基座的内侧分别设置有前后两组导向轮组件，两组导向轮组件位于同一高度，使得位于左右基座上的导向机构在用于绘图平台横向导向时，绘图平台维持在同一水平高度，且能获得更加稳定的横向移动。

本实施例中，为了实现调节装置8对导向机构7的调节，第一基板a上设置有用于安装导向轮的第一中心轴85，第二基板上设置有用于安装导向轮的第二中心轴86，同时在第一基板b1上设置有用于安装第一导向轮的第一中心轴85，在第一基板b2上设置有安装第二导向轮的第二中心轴86，同样地，为了保证导向机构的横向水平导向，位于两侧的第一中心轴需要在同一高度，位于两侧的第二中心轴也需要在同一高度。

本实施例中，每个基座上设置有两组导向轮组件，故第一基板a以及第一基板b1上设置的第一中心轴与第一导向轮的数量以及位置相匹配，第二基板以及第一基板b2上设置的第二中心轴与第二导向轮的数量以及位置相匹配。

导向轮组件中的第一导向轮711通过轴承固定于两侧的第一中心轴85上，第二导向轮712通过轴承固定于两侧的第二中心轴86上。

调节机构可以为在每个基座内设置第一调节机构a以及第二固定机构。事实上，仅需要导向机构一侧的轴向移动即可实现导向机构容纳不同长度的绘图平台，故本实施例中，在第一基座内设置第一调节机构a以及第二调节机构，在第二基座内仅设置第一调节机构b。

调节机构8对导向机构7的调节方法为：

竖向距离的调节：沿着第一导轨a812上下移动第一基板a811，带动固定在第一基板a上的第一导向轮上下移动，同时沿着第一导轨b833调节第一基板b1,与第一基板b2之间的距离，实现第一导向轮与第二导向轮之间的间隔的调节，可以适用于不同厚度的绘图平台，调整到适合高度后，通过第一定位装置a813的螺栓杆部将第一基板a811固定于第二基板的第一定位孔，第一定位装置a813的螺栓端部如螺帽卡在第一导轨a左右两侧，实现第一基板a与第二基板的固定。同理调整第一基板b1与第一基板b2之间的距离，通过第一定位装置b将第一基板b1与第二基座固定。

轴向距离的调节：沿着第二导轨823轴向移动第二基板821，由于第一基板a与第二基板已固定为一体，此时第一导向轮与第二导向轮在轴向方向实现同步位移，可以调节左右对应设置的导向轮组件之间的距离，完成导向组件的轴向位置的调节，调节到适合位置后，通过第二定位装置825的螺栓杆部穿过第二导轨与第二定位孔连接，第二定位装置825的螺栓端部如螺帽卡于第二导轨上下两侧，完成第二基板与第三基板的固定。

图10所示，本发明所提供的基座3位于绘图机的左右两侧的第一基座以及第二基座，基座包括外壳31和固定该外壳31的底座32，基座的外壳围成一个用于容纳调节机构以及复位机构的腔体，该腔体由左右两侧的壳体以及位于前后的壳体围成。位于基座左右两侧的壳体包括位于内侧的第一壳体311以及位于基座外侧的第二壳体312，第一壳体311上设置有与第一导轨a长度相匹配的第一通孔33，第一中心轴穿过第一通孔与相应的第一导向轮固定，同时不影响导向轮的上下位置调节。本实施例中的基座上设置有方便调节结构安装的开窗，另外，为了简化结构，调节机构的第三基板为基座的前壳体，第二导轨为设置于基座前壳体上的长形孔。

如图9所示，本实施例在基座内部还设置有复位机构，本实施例中的复位机构包括两端抵在基座内壁和第二基板间的弹簧9。在本实施例中在第二壳体312内侧面设置有用于弹簧固定定位的第一连接端91，在第二基板312上设置有置放弹簧的凹槽92，弹簧9一端固定套接第一连接端91上，另一端限位抵在凹槽92的底部，当调节机构7与底座安装使用时，在复位机构中弹簧的回弹力作用下，弹簧将调节机构复位，则安装于调节机构上的导向组件在弹力的作用下同时复位，可有效减少/消除被调节机构调节的部件(如绘图平台)与调节机构之间的间隙，即有效减少/消除工作平台与导向机构之间的些微间隙(包括工作平台因不同型号宽度不同、或宽度相同但制造过程中存在误差/公差、或长期使用过程中带来的磨损等原因导致的些微宽度变化所可能产生的些微间隙等)，使其更精确适配于不同宽度的工作平台，进一步提升加工精度，更为灵活精准。

同样地，可以在每个基座内均安装有复位机构，本实施例中，仅选择在第一基座内安装有复位机构。

实施例2：如图11-12所示，本发明所述的绘图机的工作台，包括绘图平台5、左右基座3、用于绘图平台5y轴方向移动的第二牵引机构6、以及用于绘图平台y轴方向导向的导向机构7，导向机构7设置有用于导向机构7位置调节的调节机构8；调节机构8设置有用于调节机构复位的复位机构9。

第二牵引机构6为转向传动装置，包括固定于左右基座之间的轴向延伸的齿杆61以及固定于工作平台y轴中间轴线处的齿条51。

该工作台的左右基座为第一基座31以及第二基座32，在第一基座内安装有实施例1中所述的第一调节机构a以及第二调节机构，并在第一基座内安装有实施例1中采用的复位机构，在第二基座内安装有实施例1所述的第一调节机构b，同时，导向机构7的结构与实施例1相同。

本实施例的工作台，可实现绘图平台的横向移动个，且可以用于不同厚度和宽度的绘图平台，通用性更高，实用性更广。

从以上结构可以看出，本发明的绘图机，使用时当选定好绘图平台并安装到对应位置后，可先通过上述第一调节机构调整导向机构中各上导向轮和与之一一对应的下导向轮之间的距离，使其适配所选用的绘图平台的厚度；进而通过上述第二调节机构调整其第二基板和与之对应的基座xz平面外壁(对应前述第三基板)的相对位置，使其适配所选用的绘图平台的宽度，一方面通用适配性更好，另一方面有效减小了平台加工误差，有效提升了精度。进一步通过复位机构中弹簧的回弹力作用，更为有效地减少/消除了绘图平台与调节机构之间的间隙，并获得调节机构相对基座位置更为精准的定位，以更精确地适配所选用的绘图平台的宽度，然后加上第二定位装置实现调节机构与基座在这一精准位置上的固定，从而进一步消除绘图平台可能因间隙带来的加工误差，获得更好的加工精度。

本发明的绘图可拆卸、体积小、通过导向轮的调节，大大降低平台加工要求，且通过绘图平台中间驱动，避免边驱动造成的抖动，更加平稳。

另需要说明的是，本发明中提及的轴向为图1坐标中的x轴方向，横向为y轴方向，竖向为z轴方向，该位置定义仅为了方便说明每个机构在整个绘图机中的相对位置关系，同样的，所述的外侧针对绘图机的中心位置而言，靠近绘图机中心位置的为内侧，远离绘图机中心位置的为外侧。