专利名称：一种自动绘图仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于教学仪器，亦属于自动控制领域，具体为一种自动绘图仪。
背景技术：
数学老师在上课过程中需要 在黑板上画图时，往往会准备多件画图工具，并且在画图过程中频繁更换，不仅耽误时间，而且很不标准、不美观。学生做作业绘制数学图形同样经常遇到不够标准的问题。设计师也常有绘制精确的函数曲线的需求。工业、广告、装修、壁画等领域，常常需要高效精准的放样作业。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种使用方便的自动绘图仪，尤其解决数学函数曲线的标准化精准度问题。为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种自动绘图仪，包括控制系统、驱动系统和执行机构。所述控制系统是一主控盒；主控盒包括含有输入程序、识别程序、编辑程序、矢量转换程序、路径计算程序的主板，以及输入装置、开关、电源和连接线，主控盒内的各部件通过数据线或导线连接；所述驱动系统包括电机、运动轨道和运动块；运动轨道包括导杆和螺纹杆，电机位于运动轨道的底端，运动块导杆套接，与螺纹杆螺纹连接；所述驱动系统包括横向和纵向两套，横向驱动系统固定在纵向驱动系统的运动块上；所述执行机构包括提落装置、笔、固定于提落装置上的笔套和笔套上的旋钮，所述笔与两套驱动系统构成的平面相垂直，提落装置固定在横向驱动系统的运动块上。采用上述技术方案的自动绘图仪通过手写屏、储存卡、USB接口输入需要绘制的图形，主板中的输入程序、识别程序、编辑程序、矢量转换程序、路径计算程序将输入的图形信号转换为驱动系统和执行机构所需的执行指令，从而控制X轴和Y轴两个方向驱动系统的运动，以及控制提落装置(电磁铁)的通与断来控制笔的提与落，使画笔画出预设的二维图像，能快速精确地绘制图形，省去了手工画图的繁琐，给老师和学生节省了很多课堂时间并且提供了很大的方便；设置储存卡，便于老师电子备课，并可建立图库，实现扩展功能，完成较复杂的工作；数学手写输入格式，以现行教科书格式为准，勿需另学电脑文档格式；屏幕有缩放、平移功能，便于书写和预览。进一步，所述运动轨道还包括底座和顶座，所述导杆设有四根，四根导杆各自穿过运动块四角所设有的孔形成轨道，两端分别固定于底座和顶座；与导杆平行的螺纹杆穿过运动块中央位于四根导杆围成的几何中心，且底端与电机之间通过联轴器连接，上端通过轴承固定在顶座；电机固定在运动轨道的底座上；导杆为中空，连线布置其中。进一步，所述运动块具体为滑块，且滑块设有与螺纹杆相匹配的内螺纹，电机(直流步进电机)接收指令作正或反转动，带动螺纹杆作与之相适应的转动，螺纹杆的转动使运动块在轨道结构中发生位移，将电机的圆周运动转换为运动块的直线运动。进一步，所述主控盒上还设有吸附装置，通过吸附装置的作用可以使整个绘图仪固定在黑板(墙)上绘图边缘；主控盒与驱动系统也可设置为分开模式，便于继续绘图的调整和编辑。
以下结合附图
和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明图I是本实用新型一种自动绘图仪的第一种实施例的示意图；图2是本实用新型一种自动绘图仪的第二种实施例的示意图；图3是本实用新型一种自动绘图仪的第三种实施例的示意图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型提供一种自动绘图仪，包括控制系统、驱动系统和执行机构；所述控制系统是一主控盒4 ;主控盒4包括含有输入程序、识别程序、编辑程序、矢量转 换程序、路径计算程序的主板，以及输入装置、开关、电源和连接线等，主控盒内的各部件通过数据线或导线连接；所述驱动系统包括电机2、2 '、运动轨道和运动块7、7 ';运动轨道包括导杆6、6 ,和螺纹杆5、5 ,，电机2、2 ,位于运动轨道的底端，运动块7、7 ,与导杆6、6^套接，与螺纹杆5、5 螺纹连接；所述驱动系统包括横向和纵向两套，横向驱动系统固定在纵向驱动系统的运动块7上；所述执行机构包括提落装置9、笔10、固定于提落装置上的笔套11和笔套上的旋钮12，所述笔10与两套驱动系统构成的平面相垂直，提落装置9固定在横向驱动系统的运动块7 z上。所述运动轨道还包括顶座8、8 ,和底座1、1 ,，所述导杆6、6,设有四根，两端分别固定于底座1、1 z和顶座8、8,;螺纹杆5、5,位于四根导杆6、6 围成的几何中心且底端与电机2、2 y之间通过联轴器连接，上端通过轴承固定在顶座8、8,;电机2、2,固定在运动轨道的底座I、I z上；运动块7、7,四角和中央有孔，让导杆6、6 和螺纹杆5、5 穿过以形成轨道运动结构，且运动块中央孔内壁设有与螺纹杆相匹配的内螺纹。将自动绘图仪放置固定在绘图区域的边缘，确定原点，通过手写屏、储存卡、USB接口输入需要绘制的图形，主板中的输入程序、识别程序、编辑程序、矢量转换程序、路径计算程序将输入的图形信号转换为驱动系统和执行机构所需的执行指令，从而控制X轴和Y轴两个方向驱动系统的运动，以及控制提落装置(电磁铁)的通与断来控制笔的提与落，使画笔快速精确地画出预设的二维图像，省去了手工画图的繁琐，给老师和学生节省了很多课堂时间，并且提供了很大的方便。图2是本实用新型的一种缩小型(文具型、卧式)自动绘图仪，Y轴驱动系统已经内置于主控盒内，图中示出了主控盒中的USB接口 13、功能按钮14以及输入屏15，驱动系统中的导杆6 '、螺纹杆5 '、运动块7 '和顶座8 '以及执行机构中的笔套11和画笔10。使用方法和步骤与教具型相同，即先进行软件操作，将要绘制的图形显示在屏幕上。显示的方式有手写输入、储存卡调出、USB调入等。编辑完毕后令仪器进入待输出状态。接着进行机械操作，将自动绘图仪放置在作业本绘图区域的边缘，确定原点，然后按下输出按钮，绘图仪便自动开始工作。绘图仪通过X轴和Y轴两个方向运动的综合作用，使画笔画出预设的二维图像，完成作业。图3示出的是本实用新型应用在大作业面时的结构，在纵向方向设置了两套完全同步的驱动系统，图中示出了主控盒4、底座1、1'、1"、电机2、2'、2"、导杆6、6'、6"、螺纹杆5、5'、5"、运动块7、7'、7"、顶座8、8'、8"、吸盘3、电磁铁9、笔套11、笔10和旋钮12，纵向驱动系统的两端各自设有一吸盘以固定整个绘图仪。使用方法和步骤与教具型相同，即先进行软件操作，将要绘制的图形显示在屏幕上。显示的方式有手写输入、储存卡调出、USB调入等。编辑完毕后令仪器进入待输出状态。接着进行机械操作，将自动绘图仪放置在大作业面的绘图区域的边缘，确定原点，然后按下输出按钮，绘图仪便自动开始工作。绘图仪通过X轴和Y轴两个方向运动的综合作用，使画笔画出预设的二维图像，完成作业。图中显示主控盒与两套纵向驱动系统的连接线为外置。此型号对超大作业面的绘图另开发有分割绘图功能。以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来 说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，除了作为教学工具，用于画函数图像和几何图形外，还可作为美术工具画轮廓图、写空心字，生产大型号可用于壁画(线描)、户外标语(勾轮廓)等，工业上、装饰装修、广告等方面也可开发利用，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。
权利要求1.一种自动绘图仪，其特征在于包括控制系统、驱动系统和执行机构，所述控制系统是ー主控盒；主控盒包括主板，以及输入装置、开关、电源和连接线，主控盒内的各部件通过连接线连接；所述驱动系统包括电机、运动轨道和运动块；运动轨道包括导杆和螺纹杆，电机位于运动轨道的底端，运动块与导杆套接，与螺纹杆螺纹连接；所述驱动系统包括横向和纵向两套，横向驱动系统固定在纵向驱动系统的运动块上；所述执行机构包括提落装置、笔、固定于提落装置上的笔套和笔套上的旋钮，所述笔与两套驱动系统构成的平面相垂直，提落装置固定在横向驱动系统的运动块上。
2.如权利要求I所述的自动绘图仪，其特征在于所述运动轨道还包括底座和顶座，所述导杆设有四根，四根导杆各自穿过运动块四角所设有的孔形成軌道，两端分别固定于底座和顶座；与导杆平行的螺纹杆穿过运动块中央位于四根导杆围成的几何中心，且底端与电机之间通过联轴器连接，上端通过轴承固定在顶座；电机固定在运动轨道的底座上；所述导杆为中空，连线布置其中。
3.如权利要求I或2所述的自动绘图仪，其特征在于所述运动块具体为滑块，且滑块设有与螺纹杆相匹配的内螺纹。
4.如权利要求3所述的自动绘图仪，其特征在于所述主控盒上还设有吸附装置。
专利摘要本实用新型公开了一种自动绘图仪，包括控制系统、驱动系统和执行机构，所述控制系统是一主控盒；主控盒包括主板，以及输入装置、开关、电源和连接线，主控盒内的各部件通过连接线连接；所述驱动系统包括电机、运动轨道和运动块；运动轨道包括导杆和螺纹杆，电机位于运动轨道的底端，运动块与导杆套接，与螺纹杆螺纹连接；所述驱动系统包括横向和纵向两套，横向驱动系统固定在纵向驱动系统的运动块上；所述执行机构包括提落装置、笔、固定于提落装置上的笔套和笔套上的旋钮，所述笔与两套驱动系统构成的平面相垂直，提落装置固定在横向驱动系统的运动块上。本实用新型解决了老师在黑板上画图和学生在作业本上画图时不规则、不方便的问题。
文档编号B43L13/24GK202623705SQ201120501220
公开日2012年12月26日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者谷华峰 申请人:谷华峰