专利名称：组合式数字测图仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于工程测量，地籍测量的组合式数字测图仪，属于测绘仪器的技术领域。
目前国内在测图方面所使用的SZY－1型数字座标仪，它虽有多功能之优点，但还有一些缺陷，例如X尺与图板固定为一体，因此构架系统和图板需整体装箱，体积大荷重、携带极感不便；由于该仪器系弹性构架结构，在操作Y尺框时，必然会产生弹性变形误差，虽可在操作方法减小其影响，但仍使格网绘制超限；其对点器仅采用刻有十字分划的放大装置，难以保证数据采集精度；该仪器的划笔无自动调节高度的装置，而且采用PC－1500绘图笔，使划线粗细不匀；刺点器无限位装置，在用力不同时，针孔大小不一，影响图面质量；该仪器采用铝合金框架的图板，其膨胀系数较大，常使图纸变形，加以无图纸定位(复位)装置，因此采用计算方法，以及用胶带粘贴固定，既繁琐，又影响图面整洁，该仪器尤其缺少自动采集数据装置，使工作效率受影响，采集量又很大，也易于发生差错。
本实用新型的目的是要提供一种新颖的组合式测图仪，它可以克服上述的种种缺点和不足。
本实用新型的目的是这样实现的，把X尺和绘图板的固定连接改为可分离复位的装置，X尺和X尺框也采用可分离复位装置；在尺框上装置定量移位器，并配备螺丝调节机构，使刺点器和移位器的中心联线可以与Y尺基准面严格平行；采用弹性构架的限位装置和刚性连性装置，消除或减少了由于弹性变形所造成的误差，保证了工作精度；在绘图笔方面采用弹性平衡结构，这样使划线粗细均匀，符合制图规范的要求；图板上采用定位标志器，定位迅速简便；本测图仪采用专用的接口器，因此使采集数据实现了自动化，显著地提高效率。
图1、组合式数字测图仪的外形图图2－1、绘图笔组件的示意图图2－2、刺点器组件的示意图图3、X尺尺框的组件结构图图4、测图仪的全滚动机构结构的示意图图5、测图仪的对点器的结构图图6、测图仪的定位标志器的结构图图7、测图仪接口器的电气原理的电路图兹结合附图对测图仪的结构进一步详述于下由
图1、X尺尺身(24)上端略成锥形，使它易于插入X尺框(20)和微调器(23)；X尺尺身的两端均钻有定位销孔和螺钉孔，图板(25)的左上端和左下端均装有支架(17)，固定在支架(17)上的定位销(19)与X尺(24)背面的定位销孔滑配，紧固螺钉(18)拧入X尺尺身(24)螺钉孔，使X尺尺身(24)与支架(17)连接成为一体，也就是X尺尺身(24)与图板(25)紧密连接。Y尺尺身(10)与X尺框(20)底部固定为一体，从Y尺底部用4个螺钉把Y尺(10)和X尺框(20)连接为一体(图上未表示)Y尺(10)上套装有Y尺框(16)，使X、Y两尺正投影后严格正交，其正交度为900±0′14”。Y尺(10)随着X尺尺框(20)沿X尺(24)上下平移滚动，Y尺框(16)可沿Y尺(10)作左右直线滚动。(X尺尺身和Y尺尺身有时就简称X尺、Y尺)由图2、绘图笔(45)或刺点器组件(40)装在内套筒(34)中，内套筒(34)下端有阴螺纹，外端带阳螺纹的压紧螺帽(56)可从内套筒(34)下方拧入，在压紧螺帽(56)上方装入一个垫套(29)，内套筒(34)上端装入一个T字形的顶盖(37)，互相以螺丝相连接，内套筒(34)的上部和下部其外径稍小，使中部直径稍大，形成一台阶，台阶上部装有一个上弹簧(35)，下部也装一个下弹簧(32)，外面又套装一个外套(33)，外套(33)下端其外径稍小，而带有阳螺丝，正好拧入一个螺帽(44)，可把刺点器组件(40)固定在支架(43)上面，在T字形顶盖(37)上部插装一个滚动器(39)，滚动器端面正好紧压上弹簧(35)，外套(33)上端也有阳螺丝，与一个调距螺帽(36)的阴螺丝相连接，顶盖(37)上端也有阳螺丝，也固定一个螺帽(38)，(31)为笔腔，装墨水用。(30)为笔 (45)垂直位移的导轨面，它在套筒(34)可作上下移动。
绘图时，向下转动调距螺帽(36)，压力通过滚动器(39)作用于上弹簧(35)，使弹簧受到压缩，当上弹簧(35)和浮动组件 (也就是绘图笔或刺点器组件的40、45)的合力大于下弹簧(32)的弹力，于是绘图笔头(45)的笔尖就与图纸相接触，调节到感觉有微量的反弹力为止。因此，即使图板略有高低不平情况，也能绘出连续均匀的图线，不用时只要向上转动调距螺帽(36)，使上弹簧(35)受到的压力减弱，则使绘图笔头(45)的笔尖悬空，而不与图纸接触。
图2－2、刺点器组件示意图，该组件类似一T字形，其下端中央位置有一狭长孔可以置入针尖(42)，刺点器组件(40)下端侧面有一调正螺丝(41)，用来压紧针尖(42)，刺点时，按下调节螺帽(38)使针尖刺到图纸上面，图纸上出现许多针孔，如不用刺点器，而使用绘图笔就形成许多墨点，松开螺帽(38)又恢复正常状态，通过调节螺帽(38)的升降，即使压力较大，能自动控制刺孔的大小均匀一致。
图3是X尺框(20)的组件结构图，它是构架系统的连接装置，是一种直线滚动运动的弹性结构。在基准轴承架(55)左右两端上装有两个精密滚珠轴承(59)，在轴承架(55)上还装有2个两用螺钉(58)，它兼有限位和定位之作用，当X尺(24)与Y尺(10)通过两个调节螺钉(54)的调节严格正交以后，就拧紧这两个两用螺钉(58)，使基准轴承架(55)与X尺框(20)底部固定连接成为一体。在X尺框(20)底部固定两个迥转轴(57)，轴上各套装一个杠杆轴承架(46)，拉力弹簧(48)一端固定于X尺框(20)底部，另一端固定于轴承架(46)，在弹簧(48)的作用下，X尺(24)的两侧面就与滚珠轴承(53)和(59)紧密接触，则X尺框(20)作直线运动时是无间隙的。在杠杆轴承架(46)的左侧装有限位螺钉(47)，右侧装有启卸螺钉(49)，利用限位螺钉(47)使X尺(24)与基准轴承架(55)保持平行度，可保证运动的平稳性。向内旋转启卸螺钉(49)，可使杠杆轴承架(46)上的滚珠轴承(53)离开X尺(24)的左侧，因此X尺(24)可以很容易地在尺框(20)中抽出或插入，也防止了X尺(24)的上端与滚珠轴承(53)(59)撞击，X尺(24)装入尺框(52)以后，向外旋转启卸螺钉(49)则恢复滚珠轴承(53)、(59)与X尺(24)两侧的接触。在尺框(20)右侧还装有滚花螺钉(50)，它可使X尺框(20)与X尺(24)固定在任何位置上，而且不影响杠杆轴承架(46)的机体功能，使弹性结构变为刚性的联接结构。
Y尺框(16)组件结构与X尺框(20)组件结构的结构是相似的。
图1中，Y尺框组件(16)上装有定量移位器(7、9、13)和置点器(15)，移位器(7、9、13)上都装有用螺丝组成的调节机构(11、12)，利用调节机构可使置点器(15)与定量移位器(7、9、13)的中心点互相联成严格的矩形，而且刺点器(15)和定量移位器(13)的中心联线也同Y尺(10)的基准面严格地平行。
图4是全滚动机构结构的剖视图，该机构上面有四个滚珠，轴承(63)装在轴(62)上，轴(62)的一端插入座块(60)内，座块(60)用螺钉(61)紧固在左右两块导板(66)上，导板(66)另用螺钉(78)固定在尺框(76)上面，在尺框(76)移动时，滚珠轴承(63)就沿尺身(64)上面两边基准(导)面滚动。
在尺身(64)下方也有4个滚珠轴承(68)装在轴(69)上，该轴(69)的一端插入两个活动座块(71)中，螺钉(72)穿过垫圈(73)和导套(74)固定座块(75)的内孔，而固定在活动座块(71)上面，联成一体，固定座块(75)用螺钉(67)固定在尺框(76)上，活动座块的下部端面有凹槽，固定座块也有相应凹槽，互相对齐，凹槽中装有弹簧(70)，由于在活动座块(71)与固定座块(75)之间存在着克服X尺或Y尺(64)上下导面平行度的间隙，所以通过弹簧(70)可以使四个滚珠轴承(68)始终压向X尺或Y尺(64)的下面导面，并沿着平稳地导面滚动。X尺或Y尺(64)左右两侧面有滚珠轴承(65)、(77)。
图5是对点器的结构图，对点器(14)是无视差的弹性结构，调焦螺母(81)以阴螺纹拧固在镜套(86)的上部的阳螺纹上面，调焦螺母(81)内部装有一块透镜(80)，在调焦螺母顶部以螺纹拧入一个垫套(79)，它紧压透镜(80)，镜套(86)中部以螺纹装有一个调距螺母(82)，在该螺母(82)下方，又在镜套(86)的左侧装有一个导向螺钉(83)，另一个导向螺钉(83)是装在互成直角的位置上，(图上未表示)，在镜套(86)下端也以螺纹装入一个螺母(88)，此螺母(88)内部有凹槽(85)，该凹槽(85)园周方向共安置4个弹簧(84)，镜套(86)下端嵌有一个十字镜片(87)，镜套(86)套装在支架(89)内，利用螺母(88)和弹簧(84)紧压于支架(89)上面。
工作时，先拧动调距螺母(82)，使对点器(14)在两个互成直角位置安装的导向螺钉(83)的引导下，通过一组弹簧(4个)(84)的作用，使镜套(86)垂直向下微压在图纸上，使十字镜片(87)与图纸平面吻合，当对点器(14)随Y 框(16)移动时，能自动调节其高度，不致由于图板表面的不平而产生视差的误差，而在不工作时，只要向下拧动调距螺母(82)，就可使镜套(86)上升，最后使十字镜片(86)悬空。
图6是定位标志器的结构图，标志器(6)是由园柱形刀口的定位销(90)和保护盖(91)所组成，刀口定位销(90)是一个园柱形，其上缘边缘突出成一个刀口形状，它露出绘图板(25)表面约0、2～0、4毫米，定位销(90)中央部份有阴螺纹，而保护盖(91)是一T字形，其园盘部份的端面与图板接触，而中央部份成一凹槽可以容纳刀口部份而不致接触，中央部份带有螺纹正好拧在定位销(90)螺纹内，当图纸在玻璃钢制成的绘图板(25)上铺平以后，通过园刀口可以切下图纸园孔部份，并使图纸套在刀口定位销(90)上，使图纸被定位，不致晃动，欲图纸复位只需把图纸上的园孔套入刀口定位销(90)就可以。
图1中、接口器(3)的外接电路为60芯插件(2)分别与接口器(3)和PC－1500机(1)联结，二根两芯插件分别与X输出端口(22)、Y输出端口(8)和接口器(3)的插孔联结，两芯插件(28)分别与PC－1500机电源插孔和接口器(3)的插孔联结，稳压电源(27)为接口与PC－1500机(1)的公用电源。
图7中，CPX为时钟信号，DX为数据信号，与CPY、DY分别为X输入端口(22)，Y输入端口(8)的实测值信号，而且均为24位串码，由PC－1500机的中央微处理器CPU(101)兼作接口器(3)的CPU，可分时采集X或Y输入(22)或(8)的一组时钟信号与数据信号。输入电阻R1、R5及R7、R10的左右两侧分别与CPX、DX、CPY、DY信号线与电平转换器(92)、(93)LM393的3端、5端联结，门检电压由R2、R3及R9、R12确定，使输入电平由一1、5～0V转换为0～5VTTL平，电平转换器(92)、(93)右侧输出端为1、7端。与多路开关(94)4019元件的6、4端及7、5端联结，通道选择是通过CPU(101)中的CHSEL信号端与R／W相与后送到(95)的3端，它由CPU(101)的DO位数值选择通道，“0”时选6、4端通，“1”时选7、5端通，多路开关(94)右侧10端为时钟信号输出，11端为数据信号，分别与8位计数器(96)4022元件左侧14端、反相器(97)元件74HC02左侧8端、9端、复位比较器(103)的R12联接及与移位寄存器(102) 4094元件左侧的2端联接，计数器(96)右侧的2端分别与标志寄存器(98)4013元件左侧的11端与移位寄存器(102)的1端联结，其中多路开关(94)之10端为(96)的14端提供时钟基准，用以决定数据位的长度，反相器(97)的10端作为移位寄存器(102)的时钟，复位比较器(103)的右侧7端与计数器(96)的左侧15端联结，作为复位信号，由此可使数据不丢失，以上是时钟通道过程，数据信号DX经多路开关(94)11端输入移位寄存器(102)2端移位后，串行变为并行数据Q1～Q8端输入CPU(101)的D0～D7端，当CPU(101)检测到标志寄存器(98)13端相联的INT端上高电平时，立即将数据取走，其地址是经CPU(101)的译码器送到由与门(99)相联的DATA端和CPU(101)中的OD信号相或非后，与门(99)的13端得到的，随后通过CPU(101)触发器PU、PU＝1时复位，等待下一次8位计数器(96)2端的位置信号，其线路联结为CPU(101)的触发器PU与标志器(98)的下部10端联结，CPU(101)的INT端与移位标志器(98)右侧13端联接，CPU(101)的DO端与标志寄存器(95)的下部5端联结，CPU(101)的OD、DATA端与与门(99)左侧的11、12端联结，CPU(101)的R／W、CHSEL端与非门(100)右侧5、6端联结，与门、非门(99)、(100)的左侧13、4端分别与位移寄存器(102)左侧15端，标志寄存器(95)的5端联接。
图1中绘图板(25)上装有压纸装置，它由五条磁性材料5与喷有塑料的压片钢片条(26)所组成，五条磁性材料的排列为600×600mm，600×500mm，适用于两种标准的测绘图纸规格。
与现有技术相比，本实用新型具有下列的优点1、定规尺和绘图板，定规尺与尺框之间都采用分离复位置，可以使绘图板与绘图仪的两个R分别包装，克服整体装箱的不便。
2、采用定量移位器，使绘图板面积减少20％，使重量减轻，更适宜于野外作业使用。
3、采用弹性构架的限位装置和刚性连接装置，消除了弹性变形所产生的误差，保证了精度。
4、采用全滚动机构，使滑动灵活。
5、由于对点器采用无视差弹性结构，消除了视差所产生的误差。
6、绘图笔采用平衡弹性结构，使划线粗细均匀，符合制图规范。
7、绘图板采用图纸定位标志器和固定图纸装置，定位迅速简便，图面整洁。
8、采用专用的接口器，实现了数据采集的自动化操作提高工作效率。
权利要求1.一种组合式数字测图仪，由X尺(尺身)、Y尺(尺身)X尺框、Y尺框对点器，绘图板，定量移位器、绘图笔等组合而成，其特征在于A、X尺(24)上端略成锥形插入X尺框(20)和微调器(23)，X尺两端钻有定位销孔和螺钉孔，图板(25)左上端、下端均有支架(17)，紧固螺钉(18)拧入X尺(24)的螺钉孔内，使X尺(24)与支架(17)联成一体，Y尺(10)与X尺框(20)底部也固定连接为一体，从Y尺底部用4个螺钉把Y尺(10)与X尺框(20)连接成一体。B、全滚动机构有四个滚珠轴承(63)装在轴(62)上，轴的一端插入座块(60)中，座块(60)用螺钉(61)固定在左右两块导板(66)上面，导板(66)另用螺钉(78)固定在尺框(76)上面。尺身(64)下方也有4个轴承(68)装在轴(69)上，轴的一端插入座块(71)中，螺钉(72)穿过垫圈(73)和导套(74)与固定座块(75)的内孔，而固定在活动座块(71)上联接成一体。固定座块(75)用螺钉(67)固定在尺框(76)上，活动座块的下部端面和固定座块都有相对齐的凹槽，槽中装有弹簧(70)，尺身(64)左右两侧面有滚珠轴承(65)、(77)。C、点位数据采集接口器(3)的电路结构为X、Y的输出端口(22)、(8)的数据输出线分别与电阻R1、R5及R7、R10联接，电阻右端分别与电平转换器(92)、(93)的左侧联接，多路开关(94)左侧的6、4端与5、7端分别与电平转换器(92)、(93)的输出端1、7端联接，其14、9端与移位标志器(95)上部的1和2端联结；多路开关(94)的右侧的10端分别与计数器(96)左侧的14端、反相器(97)左侧的8端与9端、及复位比较器的电阻R12联接；多路开关(94)右侧的11端与移位寄存器(102)左侧的2端联结，计数器(96)右侧2端分别与标志寄存器(98)的左侧11端联结，又与移位寄存器(102)左侧的1端联结，计数器(96)的左侧15端又与复位比较器(103)的右侧7端联接。反相器(97)的右侧10端与移位寄存器(102)的左侧3端联结。非门(100)、与门(99)的左侧4、13端分别与标志寄存器(95)的3端及移位寄存器(102)左侧的15端联结。PC-1500机中的CPU(101)的DATA、OD信号线路分别与与门(99)右侧的11、12端联接，CPU(101)中的INT、PU端与标志寄存器的13、10端联结，CPU中的R/W端、CHSEL端分别与非门(100)的5、6端联接，非门、与门左端的4与13端，分别同标志寄存器的3端联接及移位寄存器左侧的15端联结，CPU(101)中的D0端与标志寄存器(95)下边的5端联结；CPU中的数据总线D0～D7与移位寄存器的4～11端联结。
2.根据权利要求1所述的测图仪，其特征在于Y尺框组件(16)上装有定量移位器(7、9、13)和刺点器(15)，移位器(7、9、13)上装有使刺点器和移位器的中心点互联成严格的矩形的用螺丝组成的调节机构(11、12)。
3.根据权利要求1所述的测图仪，其特征在于对点器(14)是无视差的弹性结构，调焦螺母(81)以阴螺纹拧固在镜套(86)上部的阳螺纹上面，调焦螺母(81)内部装有一块透镜(80)，又在调焦螺母顶部以螺纹拧入一个垫套(79)，它紧压透镜(80)，镜套(86)中部装有调距螺母(82)，在其下方，又在镜套(86)的左侧装有导向螺钉(83)，另一个导向螺钉(83)与它装在互成直角的位置上，镜套(86)下端也装有螺母(88)，其内部有凹槽(85)沿凹槽(85)园周方向安置4个弹簧(84)，镜套(86)下端嵌有十字镜片(87)，镜套(86)套装在支架(89)内，由螺母(88)和弹簧(84)紧压于支架(89)上面。
4.根据权利要求1所述的测图仪，其特征在于X尺框(20)是一种直线滚动运动的弹性结构，在基准轴承架(55)左右两端上装有轴承(59)。轴承架上还装有2个兼有限位和定位作用之螺丝(58)，使轴承架(55)与X尺框底部固接成一体，在X尺框(20)底部固定两个迥转轴(57)，轴上套装杠杆轴承架(46)，拉力弹簧(48)一端固定于X尺框(20)底部；另一端固定于轴承架(46)在弹簧作用下，X尺(24)两侧面与滚珠轴承(53、59)紧密接触，杠杆轴承架(46)左侧装有限位螺钉(47)，右侧装有启卸螺钉(49)。
5.根据权利要求1所述的数字测图仪，其特征在于刺点器组件(40)或绘图笔(45)装在(34)中，套筒下端有阴螺纹，外端带阳螺纹的压紧螺帽(56)拧在套筒上，压紧螺帽(56)上方装入一个垫套(29)，套筒上端装入一个T字形顶盖(37)，互相以螺纹相连接，套筒(34)上部和下部，其外径稍小，中部外径稍大形成一个台阶，台阶上下部各装有上弹簧(35)和下弹簧(32)，外面套装一个外套(33)，外套(33)下端外径稍小而带有阳螺纹，可拧入一螺帽(44)，可把刺点器组件(40)固定在支架(43)上面，在T字形顶盖(37)上部插装一个滚动器(39)，其端面紧压上弹簧(35)，外套(33)上端也有阳螺纹与一个调距螺帽(36)的阴螺纹相连接，顶盖(37)上端也有阳螺纹，也固定一螺帽(38)。
6.根据权利要求1所述的数字测图仪，其特征在于在X尺框(20)左侧还装有一个可使X尺框(20)和X尺(24)固定在任何位置上且使弹性结构变为刚性连接结构的滚花螺钉(50)。
专利摘要一种组合式数字测图仪是多功能的解析测绘仪器，它具有X尺和图板的分离复位装置；X尺和Y尺的分离复位装置；尺框运动的全滚动装置；构架为可变刚性结构；图纸复位与固定图纸装置；无视差对点器结构；自动调节高度划线装置以及自动采集数据的专用通讯接口。由此，具有轻巧便携和自动采集数据的特点，高精度、操作灵活，可广泛用于精密制图，工程测量及地籍测量等领域，可保证获得优质与高效的测绘成果。
文档编号B43L13/00GK2072916SQ9021644
公开日1991年3月13日 申请日期1990年7月21日 优先权日1990年7月21日
发明者吴嘉龄, 赵元泉 申请人:无锡工具量具厂, 赵元泉, 吴嘉龄