CN104766532A - 一种以废旧光驱制备教学演示用的激光打印机装置 - Google Patents

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杜浩明
周圣
罗蕴霆
方银梅
张帆
褚志宇
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    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
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    • G09B25/02—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes of industrial processes; of machinery

Abstract

本发明提出一种以废旧光驱制备教学演示用的激光打印机装置，包括：支架，所述支架为龙门结构，由X轴龙门支架、Y轴龙门支架通过支撑板垂直固定构成；X轴光驱滑台和Y轴光驱滑台，分别固定在所述X轴龙门支架和Y轴龙门支架上；激光发射模块，设置于所述X轴光驱滑台上；底座，设置于所述支架底部，所述底座设置有电控箱，其中所述电控箱设置有主控芯片、Y轴步进电机、X轴步进电机、Y轴步进电机驱动芯片、X轴步进电机驱动芯片和额外供电模块，所述电控箱还设置有继电器和激光二极管。本发明结合了成本低廉、废物利用、环保且方便获得材料等特点，能广泛运用于教学演示，能让学生更好的理解机械手、数控机床等空间两轴机械的大致原理。

Description

一种以废旧光驱制备教学演示用的激光打印机装置
技术领域
本发明涉及教学演示装置领域，且特别涉及一种以废旧光驱制备教学演示用的激光打印机装置。
背景技术
目前市场上没有合适的空间两轴教具供现场展示使用，影响了机械手、数控技术的教学普及程度和教学效果。现代机床高等教育和职业教育，迫切需要合适的可清晰展示出空间两轴机构工作原理的教具。
目前市场上没有现成的空间两轴教具供现场教学使用。其原因在于，空间两轴机械都需要配备价格高昂的电机或是使用麻烦的气动装置。而工厂淘汰下来的机械手、数控机床因内部结构复杂，体积过大等原因，不适合作为教具使用。因此，空间两轴教具既要保证充分展示其主要结构特点，又必须采取适当的方式降低教具的成本。
发明内容
本发明提出一种以废旧光驱制备教学演示用的激光打印机装置，是一种结合了成本低廉、废物利用、环保且方便获得材料等特点的实用性教具，能广泛运用于教学演示，能让学生更好的理解机械手、数控机床等空间两轴机械的大致原理。
为了达到上述目的，本发明提出一种以废旧光驱制备教学演示用的激光打印机装置，包括：
支架，所述支架为龙门结构，由X轴龙门支架、Y轴龙门支架通过支撑板垂直固定构成；
X轴光驱滑台和Y轴光驱滑台，分别固定在所述X轴龙门支架和Y轴龙门支架上；
激光发射模块，设置于所述X轴光驱滑台上；
底座，设置于所述支架底部，所述底座设置有电控箱，其中所述电控箱设置有主控芯片、Y轴步进电机、X轴步进电机、Y轴步进电机驱动芯片、X轴步进电机驱动芯片和额外供电模块，所述电控箱还设置有继电器和激光二极管。
进一步的，所述X轴光驱滑台和Y轴光驱滑台，各自通过4颗六角螺柱分别固定在所述X轴龙门支架和Y轴龙门支架上。
进一步的，所述主控芯片采用Arduino Uno芯片、Arduino mini芯片或者atmega328单片机。
进一步的，所述主控芯片设置有专用下载器或SD卡槽。
进一步的，所述额外供电模块包括两部分供电电路，其中一部分连接于主控芯片和激光发射模块，另一部分连接于步进电机和步进电机驱动芯片。
进一步的，所述额外供电模块通过USB接口直接连接电脑供电。
进一步的，所述额外供电模块连接于手机锂电池供电。
进一步的，所述额外供电模块连接于笔记本电脑电池供电。
本发明提出的以废旧光驱制备教学演示用的激光打印机装置，结构简单、使用方便且制造容易，并可衍生多种如：小型数控机床、小型3D打印机等小型空间两轴机器，具有良好的市场价值。使用废旧光驱中的激光二极管与步进电机很好的解决了此类教具成本较高的问题，而且其简单明了的结构也可更好的帮助学生们了解此类两轴机器的工作方式与原理。该发明具有设计新颖、使用方便、快速、省时、省力、等特点，大大的减少老师的教学难度和增加教学质量。
附图说明
图1所示为本发明较佳实施例的激光打印机装置结构示意图。
图2所示为本发明较佳实施例的电控箱结构示意图。
图3所示为本发明较佳实施例的电控箱接线图。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的具体实施方式，但本发明不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1和图2，图1所示为本发明较佳实施例的激光打印机装置结构示意图，图2所示为本发明较佳实施例的电控箱结构示意图。本发明提出一种以废旧光驱制备教学演示用的激光打印机装置，包括：支架，所述支架为龙门结构，由X轴龙门支架1、Y轴龙门支架2通过支撑板3垂直固定构成；X轴光驱滑台4和Y轴光驱滑台5，分别固定在所述X轴龙门支架1和Y轴龙门支架2上；激光发射模块6，设置于所述X轴光驱滑台4上；底座7，设置于所述支架底部，所述底座7设置有电控箱，其中所述电控箱设置有主控芯片8、Y轴步进电机9、X轴步进电机10、Y轴步进电机驱动芯片12、X轴步进电机驱动芯片11和额外供电模块13，所述电控箱还设置有继电器14和激光二极管15。
根据本发明较佳实施例，所述X轴光驱滑台4和Y轴光驱滑台5，各自通过4颗六角螺柱分别固定在所述X轴龙门支架1和Y轴龙门支架2上。所述主控芯片采用Arduino Uno芯片、Arduino mini芯片或者atmega328单片机。进一步的，所述主控芯片设置有专用下载器或SD卡槽。所述额外供电模块包括两部分供电电路，其中一部分连接于主控芯片和激光发射模块，另一部分连接于步进电机和步进电机驱动芯片。所述额外供电模块通过USB接口直接连接电脑供电，或者直接连接于手机电池或笔记本电脑电池的18650电芯。
请参考图3，图3所示为本发明较佳实施例的电控箱接线图。主控芯片8上的2号口、5号口分别与控制X轴电机的步进电机驱动芯片11的STEP、DIR两口相连。主控芯片8上的3号口、6号口分别与控制Y轴电机的步进电机驱动芯片12的STRP、DIR两口相连。两步进电机驱动芯片的MOTO口分别与各自所控制的步进电机相连。额外供电模块13与两步进电机驱动芯片的GND与5V接口串联。主控芯片8上的12号口与继电器控制口相连，5V输出口与激光二极管15、继电器14串联连接。
上述步进电机由所述步进电机驱动芯片进行控制，而所述步进电机驱动芯片由主控芯片8进行控制。通电以后，向所述主控芯片8发送NC文件之后，由主控芯片8解析NC文件并转化为脉冲由2，5、3，6口传输至所述步进电机驱动板，由所述步进电机驱动芯片将脉冲转化为角动量来控制步进电机旋转。
实施中通过继电器14的通断来控制激光二极管15，以避免因无法关闭激光二极管15所导致的一笔到底情况。当所述主控芯片8的12号口处于低电平状态时继电器14处于断开状态，回路断开。当需要激光二极管15工作时，主控芯片8的12口处于高电平状态，继电器14连通，回路连通，激光二极管15处于工作状态。
本发明专利若在垂直的废旧光驱上在安装相同的结构(或更多)，可将两轴的机械结构拓宽至三轴(及以上)结构。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种以废旧光驱制备教学演示用的激光打印机装置，其特征在于，包括：
支架，所述支架为龙门结构，由X轴龙门支架、Y轴龙门支架通过支撑板垂直固定构成；
X轴光驱滑台和Y轴光驱滑台，分别固定在所述X轴龙门支架和Y轴龙门支架上；
激光发射模块，设置于所述X轴光驱滑台上；
底座，设置于所述支架底部，所述底座设置有电控箱，其中所述电控箱设置有主控芯片、Y轴步进电机、X轴步进电机、Y轴步进电机驱动芯片、X轴步进电机驱动芯片和额外供电模块，所述电控箱还设置有继电器和激光二极管。
2.根据权利要求1所述的激光打印机装置，其特征在于，所述X轴光驱滑台和Y轴光驱滑台，各自通过4颗六角螺柱分别固定在所述X轴龙门支架和Y轴龙门支架上。
3.根据权利要求1所述的激光打印机装置，其特征在于，所述主控芯片采用Arduino Uno芯片、Arduino mini芯片或者atmega328单片机。
4.根据权利要求1所述的激光打印机装置，其特征在于，所述主控芯片设置有专用下载器或SD卡槽。
5.根据权利要求1所述的激光打印机装置，其特征在于，所述额外供电模块包括两部分供电电路，其中一部分连接于主控芯片和激光发射模块，另一部分连接于步进电机和步进电机驱动芯片。
6.根据权利要求1所述的激光打印机装置，其特征在于，所述额外供电模块通过USB接口直接连接电脑供电。
7.根据权利要求1所述的激光打印机装置，其特征在于，所述额外供电模块连接于手机锂电池供电。
8.根据权利要求1所述的激光打印机装置，其特征在于，所述额外供电模块连接于笔记本电脑电池供电。
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