一种自动换纸机的制作方法

本实用新型涉及一种换纸机设备，特别是涉及一种自动换纸机，属于换纸机设备技术领域。

背景技术：

自人类发明文字以来，人与人之间可以通过文字进行交流。一开始文字只能通过毛笔进行书写，再后来就是钢笔、中性笔，再够来发展到今天的电脑、手机。这种文字交流逐渐向更简单方便的方向发展。有了电子产品后很多行业都逐渐抛去了手写的方式，如快递、银行。但是还有部分行业仍然需要手写，而且工作量极大。自动换纸机的结构和传统打印机类似，通过换纸器传送一张纸到滚轮处，滚轮来回滚动并配合横轴的写字头来实现写字，打印机的纸是从上到下依次打印并不会来回走动，本机器通过滚轮带动纸来回走动实现笔在纸上书写。

1、未能自动换纸：写完一张后需要人工手动放入下一张然后点软件的书写才可继续写下一张，这样一来人就必须守在机器旁边。虽然机器代替了人写，但是人实际上离不开机器，效率并未得到提升，人的有效利用时间还是未能提炼出来；

2、放纸固定纸困难：对于没有底板的写字机放纸只能放在地板上，对于有底板的写字机纸放在底板上。但这都需要进行如下过程，首先将纸的水平方向和机器的x轴对齐或者将纸的竖直方向和机器的y轴对齐，这个对齐过程是极其折磨的，你可能需要眼睛看也许需要其他辅助工具。其次纸对齐之后你需要找重物压住纸，以避免写字的时候纸松动，实际操作中这个重物不太好找，体积不能过大也不能过高，还得有分量。当你对齐和压好纸后，你可能会觉得纸放的位置不合适，又会移动机器，当移动机器后可能又需要对齐，如此反复会消耗大量时间。

抬笔电机：通常有两种电机作为抬笔，一种是舵机，另一种是步进电机。如果是舵机则由于舵机有位置功能无需每次都调位置，但是舵机寿命非常有限，舵机的结构中有刷电机和电位器都是易损器件，这会导致写不了多少字就需要换舵机。当抬笔电机是步进时则会寿命非常大，但这又有一个问题就是步进没有电位器无法定位，传统写字机都是开机后手动调到一个合适位置开始写字的，每次开机都需要调，因此需要设计一种能够解决上述问题的设备。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是为了提供一种自动换纸机，已解决上述背景技术提出的现有技术中的换纸机需要人工手动放入纸张，效率并未得到提升，手动放纸之后固定纸的位置十分困难，而且现有技术中的抬笔电机寿命非常的有限问题。

本实用新型的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种自动换纸机，包括x横轴、右固定板、左固定板、连接铝型材、上板、上盖、y轴步进电机、抬笔步进电机和右盖，其特征在于：左固定板的内侧一面固定安装着x横轴，x横轴的另一端连接在右固定板的一面上，x横轴的后侧位置设置有纸张传感器，右固定板的另一面安装有右盖，右盖的上面设置有两组螺丝固定组件，的螺丝固定组件安装着上盖，左固定板和右固定板的内侧设置有上板，上板的下面安装着连接铝型材,左固定板的内侧一面固定安装有x轴步进电机支架，x轴步进电机支架的底部固定安装着x轴步进电机，x轴步进电机的一面固定在左固定板的内侧面，x轴步进电机的上面设置有电机轴，的电机轴上面连接着x轴同步轮，x横轴的外侧螺丝固定安装有x轴导轨，x轴导轨的上面安装有移动滑块，的移动滑块上面设置有写字头，x轴导轨的另一端连接着右固定板的内侧，右固定板的上面固定安装有x轴被动轮支架，右固定板的上面设置有x轴被动轮，x轴被动轮的外侧设有皮带，的皮带另一端连接着x轴同步轮，的皮带两头固定安装在写字头上，右固定板的内侧面上安装有x轴限位开关,x横轴的底部两端固定安装有y轴主动轮固定座，y轴主动轮固定座的中间通过轴承安装有y轴主动轮，y轴主动轮固定座的外侧轴承安装有y轴主动同步轮前，x轴步进电机的后端下部位置设置有后主动轮光轴，后主动轮光轴贯穿着后主动轮包胶轮固定安装在机架上面，后主动轮光轴的一端安装有y轴主动同步轮后，y轴主动同步轮后安装在y轴步进电机的内侧，y轴步进电机的外侧设置有y轴同步轮，y轴同步轮贯穿着y轴步进电机且另一端安装在机架上，y轴步进电机的内侧设置有皮带张紧轮，皮带张紧轮设置有两组，y轴同步轮的外侧设置有皮带，的皮带连接y轴主动同步轮后且另一端连接着y轴主动同步轮前，皮带张紧轮固定安装在支架上张紧皮带，y轴步进电机的上面设置有后从动轮轴压簧。

优选的，抬笔步进电机固定安装在写字头支架上，抬笔步进电机的电机轴贯穿着写字头支架，所述抬笔步进电机的电机轴外侧设置有抬笔摇臂，所述抬笔摇臂的上面固定安装有抬笔滚珠轴承，所述写字头支架的外侧底部设置安装有抬笔导轨，所述抬笔导轨的另一端固定安装有夹笔支架，所述夹笔支架的外侧安装有固定笔螺丝，所述固定笔螺丝的形状为圆形且所述固定笔螺丝贯穿着所述夹笔支架，所述抬笔导轨的上面位置设置有抬笔限位开关，所述抬笔限位开关安装在所述写字头支架的内侧。

优选的，所述x横轴的后侧底部位置连接有压纸轮固定架，所述压纸轮固定架的外侧安装有压纸臂，所述压纸臂的一端连接着压纸轮，所述压纸臂和所述压纸轮设置有多组，所述压纸轮固定架的上方位置安装有搓纸压力调节片。

优选的，所述后主动轮光轴的上面位置安装有后从动光轴，所述后从动光轴的外侧设置有后从动轮，所述x横轴的外侧设置有换纸器固定架右，所述x横轴的外侧设置有换纸器固定架左。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型提供的一种自动换纸机，当开机的时候，抬笔步进电机会顺时针转动，从而带动轴上面的抬笔摇臂也顺时针旋转，夹笔支架会往上抬起，当碰到抬笔限位开关时会停止转动，此时抬笔位置为刚好碰到开关处，然后抬笔步进电机会逆时针旋转一定值，以让夹笔支架和抬笔限位开关有一定间隙，这样是为了防止写字过程中频繁的抬笔触碰到抬笔限位开关，以提高抬笔限位开关的寿命，逆时针旋转一定值后此时位置就是抬笔位置，以后写字抬笔的位置就是此位置，整个过程实现了自动抬笔，无需人工干涉；当x轴步进电机转动时，可拉动写字头进行来回移动。当上位机软件发送回位x轴的命令后，x轴步进电机逆时针旋转带动写字头往右，在固件里面是最小值方向移动，当碰到x轴限位开关后，来回碰两次以消除误差后停止，此时x轴位置为，此后通过控制板精确发送位移命令，x轴精确移动实现精确定位；当y轴步进电机转动时，可带动y轴主动轮后主动轮包胶轮同时运动，当纸从后主动轮包胶轮出进入后，会被带动到y轴主动轮的位置，当电机来回转动时，因为压纸轮和y轴主动轮的精密配合，纸会来回移动，当上位机发送精确的位移指令时，经过主板计算电机转动角度后会开始转动，从而实现纸的精确位移，因此，将纸张放入后面的放置槽，点软件的书写即可书写，无需压纸、无需对齐、无需手动调抬笔高度，从而通过此种书写方式避免了压纸导致的纸张破碎褶皱问题，并提高了书写效率。

附图说明

图1为按照本实用新型的一种自动换纸机的一优选实施例的立体结构图；

图2为按照本实用新型的一种自动换纸机的一优选实施例的x横轴和y轴装置的内部结构图；

图3为按照本实用新型的一种自动换纸机的一优选实施例的x横轴装置的后部结构图；

图4为按照本实用新型的一种自动换纸机的一优选实施例的纸张感应器装置的结构图；

图5为按照本实用新型的一种自动换纸机的一优选实施例的写字头装置的结构图。

图中：1-x横轴，2-右固定板，3-左固定板，4-连接铝型材，5-y轴同步轮，6-y轴步进电机，7-皮带张紧轮，8-y轴主动同步轮后，9-y轴主动同步轮前，10-y轴主动轮固定座，11-夹笔支架，12-固定笔螺丝，13-抬笔摇臂，14-抬笔滚珠轴承，15-抬笔步进电机，16-抬笔限位开关，17-抬笔导轨，18-y轴主动轮，19-压纸臂，20-压纸轮，21-x轴步进电机，22-x轴步进电机支架，23-x轴同步轮，24-x轴导轨，25-x轴限位开关，26-x轴被动轮支架，27-x轴被动轮，28-后从动轮轴压簧，29-后主动轮包胶轮，30-后从动轮，31-换纸器固定架左，32-搓纸压力调节片，33-换纸器固定架右，34-上板，35-写字头支架，36-上盖，37-右盖，38-纸张传感器，39-后主动轮光轴，40-压纸轮固定架，41-后从动光轴。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本实用新型的技术方案，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1-图5所示，本实施例提供的一种自动换纸机，包括x横轴1、右固定板2、左固定板3、连接铝型材4、上板34、上盖36和右盖37，左固定板3的内侧一面固定安装着x横轴1，x横轴1的另一端连接在右固定板2的一面上，1的后侧位置设置有纸张传感器38，右固定板2的另一面安装有右盖37，右盖37的上面设置有两组螺丝固定组件，螺丝固定组件安装着上盖36，左固定板3和右固定板2的连接内侧设置有上板34，上板34的下面安装着连接铝型材4。

通过x横轴1、右固定板2、左固定板3、连接铝型材4、上板34、上盖36和右盖37组装成一个整体的自动换纸机壳体，通过在x横轴1后侧位置设置有纸张传感器38，漫反射光电开关被纸挡住此时判断有纸。

在本实施例中，如图2所示，左固定板3的内侧一面固定安装有x轴步进电机支架22，x轴步进电机支架22的底部固定安装着x轴步进电机21，x轴步进电机21的一面固定在左固定板3的内侧面，x轴步进电机21的上面设置有电机轴，电机轴上面连接着x轴同步轮23，x横轴1的外侧螺丝固定安装有x轴导轨24，x轴导轨24的上面安装有移动滑块，移动滑块上面设置有写字头，x轴导轨24的另一端连接着右固定板2的内侧，右固定板2的上面固定安装有x轴被动轮支架26，右固定板2的上面设置有x轴被动轮27，x轴被动轮27的外侧设有皮带，皮带另一端连接着x轴同步轮23，皮带两头固定安装在写字头上，右固定板2的内侧面上安装有x轴限位开关25。

通过x轴步进电机21转动时，可拉动写字头进行来回移动。当上位机软件发送回位x轴的命令后，x轴步进电机21逆时针旋转带动写字头往右，在固件里面是最小值方向移动，当碰到x轴限位开关25后，来回碰两次以消除误差后停止，此时x轴位置为0，此后通过控制板精确发送位移命令，x轴精确移动实现精确定位。

在本实施例中，如图2所示，x横轴1的底部两端固定安装有y轴主动轮固定座10，y轴主动轮固定座10的中间通过轴承安装有y轴主动轮18，y轴主动轮固定座10的外侧轴承安装有y轴主动同步轮前9，x轴步进电机21的后端下部位置设置有后主动轮光轴39，后主动轮光轴39贯穿着后主动轮包胶轮29固定安装在机架上面，后主动轮光轴39的一端安装有y轴主动同步轮后8，y轴主动同步轮后8安装在y轴步进电机6的内侧，y轴步进电机6的外侧设置有y轴同步轮5，y轴同步轮5贯穿着y轴步进电机6且另一端安装在机架上，y轴步进电机6的内侧设置有皮带张紧轮7，皮带张紧轮7设置有两组，y轴同步轮5的外侧设置有皮带，的皮带通过连接y轴主动同步轮后8且另一端连接着y轴主动同步轮前9，皮带张紧轮7固定安装在支架上张紧皮带，y轴步进电机6的上面设置有后从动轮轴压簧28。

通过y轴步进电机6转动时，可带动y轴主动轮18和后主动轮包胶轮29同时运动，当纸从后主动轮包胶轮29出进入后，会被带动到y轴主动轮18的位置，当电机来回转动时，因为压纸轮20和y轴主动轮18的精密配合，纸会来回移动，当上位机发送精确的位移指令时，经过主板计算电机转动角度后会开始转动，从而实现纸的精确位移。

在本实施例中，如图5所示，抬笔步进电机15固定安装在写字头支架35上，抬笔步进电机15的电机轴贯穿着写字头支架35，抬笔步进电机15的电机轴外侧设置有抬笔摇臂13，抬笔摇臂13的上面固定安装有抬笔滚珠轴承14，写字头支架35的外侧底部设置安装有抬笔导轨17，抬笔导轨17的另一端固定安装有夹笔支架11，夹笔支架11的外侧安装有固定笔螺丝12，固定笔螺丝12的形状为圆形且固定笔螺丝12贯穿着夹笔支架11，抬笔导轨17的上面位置设置有抬笔限位开关16，抬笔限位开关16安装在写字头支架35的内侧。

当开机的时候，抬笔步进电机15会顺时针转动，从而带动轴上面的抬笔摇臂13也顺时针旋转，夹笔支架11会往上抬起，当碰到抬笔限位开关16时会停止转动，此时抬笔位置为刚好碰到开关处，然后抬笔步进电机15会逆时针旋转一定值，以让夹笔支架11和抬笔限位开关16有一定间隙，这样是为了防止写字过程中频繁的抬笔触碰到抬笔限位开关16，以提高抬笔限位开关16的寿命，逆时针旋转一定值后此时位置就是抬笔位置，以后写字抬笔的位置就是此位置。整个过程实现了自动抬笔，无需人工干涉。

在本实施例中，如图2、3所示，x横轴1的后侧底部位置连接有压纸轮固定架40，压纸轮固定架40的外侧安装有压纸臂19，压纸臂19的一端连接着压纸轮20，压纸臂19和压纸轮20设置有多组，压纸轮固定架40的上方位置安装有搓纸压力调节片32。

通过压纸臂19和压纸轮20设置有多组，这样就可以很好的将纸张固定，通过两根弹簧拉紧压纸臂19到压纸轮固定架40，从而压纸轮20因为弹簧的作用会牢牢压在y轴主动轮18上。

在本实施例中，如图3所示，后主动轮光轴39的上面位置安装有后从动光轴41，后从动光轴41的外侧设置有后从动轮30，x横轴1的外侧设置有换纸器固定架右33，x横轴1的外侧设置有换纸器固定架左31。

通过在x横轴1的外侧设置有换纸器固定架右33和换纸器固定架左31，用来支撑换纸器，对其起到一定的固定作用。

如图1-图5所示，本实施例提供的一种自动换纸机的工作过程如下：

步骤1：首先通过进纸器把一张纸从后方送入后主动包胶轮29位置，控制板收到回位y轴的命令后开始转动以将纸送到纸张传感器38位置实现纸张检测，当纸到达纸张传感器38位置时，漫反射光电开关被纸挡住此时判断有纸，此时停下，此时位置为y轴行程的最大值，同样还会进行x轴回位，写字头会往右也就是x行程负方向移动，当碰到x轴限位开关25的位置后停止，此时x轴位置为0，当x轴和y轴准备就绪后会发送纸准备好的消息给电脑上位机软件，当软件收到到纸准备好的命令后会发送偏移命令给主板，主板此时设置偏移位置，因为纸张传感器38和写字头笔的位置是有一定距离的，所以会有一个偏移位置，同样x轴也是如此，当设置好偏移位置后，机器已经准备好写字；

步骤2：通过软件发送移动命令给主板，此命令包含x轴移动位置，y轴移动位置，抬笔或者落笔，此三件配合实现笔在纸上出现路径，当写完一张纸后，上位机会发送y轴移动一个很大距离的命令，一般来说就是本机器支持的最大纸长度实现退纸，为了提高速度，写完一张纸后，x轴会移动到比纸大一点的位置，上位机会有一个多少张纸归为的设置，当没有达到归为的纸张数量时，写完一张纸后写下一张x轴并不会归位，归位是需要时间的，为了保险起见，步进电机在进行长时间运动后可能会丢步，此时为了保证写字准确，会定期让x轴归位；

步骤3：当写完一张纸后主板会控制z轴电机转动一圈，转动一圈的目的是搓一张纸，转动一圈后还需要归为z轴，在进纸器的左边有个光电开关，开关口会有进纸器轴的挡板，当挡板转动是，开关会开或者关，一次判断是否转一圈，同时在进纸的时候也就是z轴转动的时候，纸会往前移动被送进后主动轮包胶轮29出，应该让y轴也在z轴转动的时候转动，这样才不会卡纸才会平滑的进纸。

以上所述，仅为本实用新型进一步的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。