CN106313972A - 绘图仪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绘图仪，包括机架，机架连接有用于固定绘图纸的基板、控制中心和绘图架，绘图架包括相互垂直的竖杆及横杆，竖杆的一端通过第一移动装置与机架连接，竖杆通过第一移动装置沿Y轴方向来回移动，竖杆相对机架的另一端通过第二移动装置连接横杆的一端，横杆通过第二移动装置沿X轴方向来回移动，横杆相对竖杆的另一端固定有用于放置绘图笔的笔架，基板位于竖杆与横杆的移动区域内，笔架与基板的中心轴重合，基板与机架之间连接有驱动基板绕其中心轴进行旋转运动的第三驱动装置，本发明利用第一移动装置、第二移动装置、第三驱动装置及第四移动装置以及绘图笔的配合，可以绘画出不同的曲线。

Description

绘图仪及其使用方法

技术领域

本发明涉及画图工具，更具体地说，它涉及一种专绘图仪及其使用方法。

背景技术

绘图仪的包括平台式绘图仪；绘图平台上装有横梁，笔架装在横梁上，绘图纸固定在平台上。X向步进电机驱动横梁连同笔架，作X方向运动；Y向步进电机驱动笔架沿着横梁导轨，作Y方向运动。借助X向步进电机及Y向步进电机的驱动，已完成简单图画的绘制，但是，在实际的使用过程中，会有很多的曲线无法利用现有技术中的绘图仪进行绘画。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种绘图仪，其可以绘制多种曲线。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种绘图仪，包括机架，所述机架连接有用于固定绘图纸的基板、控制中心和绘图架，所述绘图架包括相互垂直的竖杆及横杆，所述竖杆的一端通过第一移动装置与所述机架连接，所述竖杆通过第一移动装置沿Y轴方向来回移动，所述竖杆相对机架的另一端通过第二移动装置连接所述横杆的一端，所述横杆通过第二移动装置沿X轴方向来回移动，所述横杆相对竖杆的另一端固定有用于放置绘图笔的笔架，所述基板位于所述竖杆与所述横杆的移动区域内，所述笔架与所述基板的中心轴重合，所述基板与所述机架之间连接有驱动所述基板绕其中心轴进行旋转运动的第三驱动装置，所述控制中心分别与第一移动装置、所述第二移动装置及所述第三驱动装置通讯连接。

进一步设置为：所述笔架与所述横杆之间设置有第四移动装置，所述笔架通过第四移动装置沿Y轴方向来回移动，所述第四移动装置与所述控制中心构成通讯连接。

进一步设置为：所述基板上设置有用于固定绘图纸的固定装置。

进一步设置为：所述第一移动装置包括旋转连接于所述机架且与Y轴平行的Y丝杠及固定于所述竖杆上的Y螺母12，所述Y螺母12与所述Y丝杠构成螺母丝杠结构，所述控制中心控制所述Y丝杠的转动方向。

进一步设置为：所述第二移动装置包括固定于固定于所述竖杆中相对所述机架的另一端上的X齿条及固定于所述横杆上的X齿轮，所述X齿条的长度方向平行于X轴，所述X齿轮与所述X齿条构成齿轮齿条结构，所述控制中心控制所述X齿轮的转动方向。

进一步设置为：所述基板的横截面呈圆型设置，所述第三驱动装置包括与所述基板同心且相互固定设置的蜗轮以及旋转连接于所述机架的蜗杆，所述蜗轮与所述蜗杆构成蜗轮蜗杆结构，所述控制中心控制所述涡杆的旋转方向。

进一步设置为：所述第四移动装置包括固定于所述横杆相对竖杆的另一端的笔齿条及固定于所述笔架的笔齿轮，所述笔齿条平行于Y轴，且所述笔齿轮与所述笔齿条构成齿轮齿条结构，所述控制中心控制所述笔齿轮的旋转方向。

该绘图仪的使用方法，

第一步：将绘图纸及绘图笔分别固定于基板与笔架；

第二步：开启电源，

第三步：校准零点；

第四步：向控制中心输入图形数据；

第五步：通过控制中心启动该绘图仪；

第六步：完成画图；

第七步：绘图仪中的竖杆、横杆以及笔架复位；

第八步：关闭电源，

第九步：撤下绘图纸。

进一步设置为：第三步包括：将所述绘图笔移动至与所述基板的中心轴重合。

本发明的有益效果为：通过上述技术方案，利用笔架固定绘图笔，本实施例中的绘图仪借助第一移动装置就可以推动竖杆沿Y轴方向移动，从而可以推动绘图笔沿Y轴方向移动；此外，该绘图仪借助第二移动装置，可以推动横杆沿X轴方向移动，从而推动绘图笔沿X轴方向移动；而且，在本实施例中，绘图仪中用于固定绘图纸的基板通过第三驱动装置驱动，使得基板绕其中心轴旋转；笔架与横杆之间设置有第四移动装置，笔架通过第四移动装置沿Y轴方向来回移动，第四移动装置与控制中心构成通讯连接；结合上述的第一移动装置、第二移动装置、第三驱动装置及第四移动装置之间的相互配合，用户还可以画出摆杆凸轮、偏置凸轮以及其他的一些复杂图形。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为本发明的侧视图；

图3为图1中A部的放大图；

图4为本发明的俯视图。

图中：10、机架；11、Y丝杠；12、Y螺母；13、第一移动装置；20、基板；21、固定装置；22、竖杆；23、横杆；24、X齿条；25、X齿轮；26、第二移动装置；30、第三驱动装置；31、蜗轮；32、蜗杆；40、第四移动装置；41、笔齿条；42、笔齿轮；50、笔架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种绘图仪，其上所有部件均处于一个相同的立体坐标系中，包括机架10，机架10连接有用于固定绘图纸的基板20、控制中心和绘图架，在本实施例中，控制中心设为单片机，用于输入已转换为程序数据的所画图形的数据；

绘图架包括相互垂直的竖杆22及横杆23，针对竖杆22，竖杆22的一端通过第一移动装置13与机架10连接，竖杆22通过第一移动装置13沿Y轴方向来回移动；而竖杆22相对机架10的另一端通过第二移动装置26连接横杆23的一端，横杆23通过第二移动装置26沿X轴方向来回移动，横杆23相对竖杆22的另一端固定有用于放置绘图笔的笔架50，笔架50与基板20的中心轴重合，基板20与机架10之间连接有驱动基板20绕其中心轴进行旋转运动的第三驱动装置30；而且，在本实施例中，控制中心分别与第一移动装置13、第二移动装置26及第三驱动装置30通讯连接。

在本实施例中，利用笔架50固定绘图笔，本实施例中的绘图仪借助第一移动装置13就可以推动竖杆22沿Y轴方向移动，从而可以推动绘图笔沿Y轴方向移动；此外，该绘图仪借助第二移动装置26，可以推动横杆23沿X轴方向移动，从而推动绘图笔沿X轴方向移动；而且，在本实施例中，绘图仪中用于固定绘图纸的基板20通过第三驱动装置30驱动，使得基板20绕其中心轴旋转。

此外，还可进一步设置：笔架50与横杆23之间设置有第四移动装置40，笔架50通过第四移动装置40沿Y轴方向来回移动，第四移动装置40与控制中心构成通讯连接。

就此，若第一移动装置13与第三驱动装置30同时工作，利用绘图笔可以在绘图纸上绘出无偏置尖顶推杆凸轮；

若第四移动装置40与第二移动装置26同时工作，即绘图笔同时沿X轴与Y轴运动，此时绘图笔可以在绘图纸上绘出无偏置平底凸轮；

若绘图笔偏离基板20的中心轴，且第三驱动装置30工作，则绘图笔可在绘图纸上绘出无偏置滚子凸轮；

结合上述的第一移动装置13、第二移动装置26、第三驱动装置30及第四移动装置40之间的相互配合，用户还可以画出摆杆凸轮、偏置凸轮以及其他的一些复杂图形。

此外，为使得绘图笔可以在整个绘图纸上进行绘图，在本实施例中，竖杆22的移动位移不小于基板20中在Y轴方向上的最大宽度，横杆23的长度不小于基板20在X轴上的最大长度，且基板20在竖杆22及横杆23的覆盖区域内。

在本实施例中，基板20为在本实施例中设为板状设置，基板20的横截面呈圆型设置，其表面光滑，其通过固定装置21固定绘图纸，而绘图纸在基板20上的固定方法可以有多种，如真空吸附、静电吸附和磁条压紧灯，在本实施例中，进一步进行以下设置：基板20上设置有用于固定绘图纸的固定装置21；针对固定装置21，具体的，其包括挤压螺栓及固定于固定装置21的短杆，挤压螺栓贯穿后并抵接基板20中用户放置绘图纸的表面，当需要稳定绘图纸时，只需朝向基板20旋紧挤压螺栓以将绘图纸挤压在基板20上即可，在本实施例中，为使得绘图纸可以更好地被固定，基板20的周边可以均匀放置有多个该固定装置21；借此，被夹紧的绘图纸不会发生错位现象，更有利于该绘图仪绘画出准确的图形。

针对第一移动装置13，其包括旋转连接于机架10且与Y轴平行的Y丝杠11及固定于竖杆22上的Y螺母12，Y螺母12与Y丝杠11构成螺母丝杠结构，控制中心控制Y丝杠11的转动方向。借此，控制中心根据输入的程序语言控制Y丝杠11的转动方向，就可以控制竖杆22的移动方向；借此，完成绘图笔沿Y轴方向绘制图形；当然，在本实施例中，第一移动装置13还可以设为齿轮齿条等其他机构，第一移动装置13的结构在本实施例中并不被限定，只需满足本实施例的要求即可。

针对第二移动装置26，其包括固定于竖杆22中相对机架10的另一端上的X齿条24及固定于横杆23上的X齿轮25，X齿条24的长度方向平行于X轴，X齿轮25与X齿条24构成齿轮齿条结构，控制中心控制X齿轮25的转动方向；借此，控制中心根据输入的程序语言控制X齿轮25的转动方向，就可以控制X齿条24的移动方向；借此，完成绘图笔沿X轴方向绘制图形；当然，在本实施例中，第二移动装置26还可以设为螺母丝杠其他机构，第二移动装置26的结构在本实施例中并不被限定，只需满足本实施例的要求即可。

针对第三驱动装置30，第三驱动装置30包括与基板20同心且相互固定设置的蜗轮31以及旋转连接于机架10的蜗杆32，蜗轮31与蜗杆32构成蜗轮31蜗杆32结构，控制中心控制涡杆的旋转方向。借此，控制中心根据输入的程序语言控制涡杆的转动方向，就可以控制蜗轮31的移动方向；在上述基础上，该绘图仪就可以绘画出复杂曲线，当然，在本实施例中，第三驱动装置30还可以设为齿轮连接等其他机构，第三驱动装置30的结构在本实施例中并不被限定，只需满足本实施例的要求即可。

针对第四驱动装置，第四移动装置40包括固定于横杆23相对竖杆22的另一端的笔齿条41及固定于笔架50的笔齿轮42，笔齿条41平行于Y轴，且笔齿轮42与笔齿条41构成齿轮齿条结构，控制中心控制笔齿轮42的旋转方向。借此，控制中心根据输入的程序语言控制笔齿轮42的转动方向，就可以控制笔齿条41的移动方向；借此，在第一移动装置13的基础上，还可进一步完成绘图笔沿Y轴方向绘制图形；当然，在本实施例中，第四移动装置40还可以设为螺母丝杠等其他机构，第四移动装置40的结构在本实施例中并不被限定，只需满足本实施例的要求即可。

在本实施例中，为使得绘图笔可以更加平稳更加准确的画出所需要的图形，故在本实施例中，需要向单片机中输入千分之一秒定时器变量的程序语言，从而控制在第一移动装置13、第二移动装置26、第三驱动部件及第四移动装置40作用下的绘图笔在绘图纸上的移动速度尽可能的减小，从而使得绘图笔的移动更加的平稳，绘图笔因此也不会产生振动，使得绘图更加的精确；针对千分之一秒定时器变量，其为设置在单片机定时器里面的变量。此外，在本实施例中，在横杆23上设置有检测其移动位移的横位移传感器，在竖杆22上设置有检测其移动位移的竖位移传感器，在基板20上设置有检测其旋转角度的基位移传感器，在笔齿轮42上设置有检测其移动位移的笔位移传感器，单片机与横位移传感器、竖位移传感器、基位移传感器及笔位移传感器均构成通讯连接；如：当绘图笔在单片机的控制下沿X轴方向移动至预定位置时，就会触发横位移传感器，横位移传感器就会发送信号至单片机，单片机接收该信号后就会停止横杆23带动绘图笔沿X轴方向移动，而且，单片机接收该信号后就会控制第一移动装置13或第三驱动部件或第四移动装置40中的一个或几个运动，若此时，单片机接着控制绘图笔通过第一移动装置13沿Y轴移动，当绘图笔移动至预定位置时，就会触发竖位置传感器，这样，单片机接收该信号后就会停止竖杆22带动绘图笔沿Y轴方向移动，而且，单片机接收该信号后就会控制第二移动装置26或第三驱动部件或第四移动装置40中的一个或几个运动，依次类推，这样，就可以使得绘图笔可以精确的画出所需图形中的每一笔，从而得到精确的图形。

此外，上述的绘图仪的使用方法如下所示，

第一步：将绘图纸及绘图笔分别固定于基板20与笔架50；

第二步：开启电源，

第三步：校准零点；

第四步：向控制中心输入图形数据；

第五步：通过控制中心启动该绘图仪；

第六步：完成画图；

第七步：绘图仪中的竖杆22、横杆23以及笔架50复位；

第八步：关闭电源，

第九步：撤下绘图纸。

具体的，第三步包括：将所述绘图笔移动至与所述基板20的中心轴重合。针对第七步，通过调节第一移动装置13使得竖杆22复位，调节第二移动装置26使得横杆23复位，调节第四移动装置40使得笔架50复位。借此，有助于下一次画图工作的快速进行。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种绘图仪，其特征为：包括机架(10)，所述机架(10)连接有用于固定绘图纸的基板(20)、控制中心和绘图架，所述绘图架包括相互垂直的竖杆(22)及横杆(23)，所述竖杆(22)的一端通过第一移动装置(13)与所述机架(10)连接，所述竖杆(22)通过第一移动装置(13)沿Y轴方向来回移动，所述竖杆(22)相对机架(10)的另一端通过第二移动装置(26)连接所述横杆(23)的一端，所述横杆(23)通过第二移动装置(26)沿X轴方向来回移动，所述横杆(23)相对竖杆(22)的另一端固定有用于放置绘图笔的笔架(50)，所述基板(20)位于所述竖杆(22)与所述横杆(23)的移动区域内，所述笔架(50)与所述基板(20)的中心轴重合，所述基板(20)与所述机架(10)之间连接有驱动所述基板(20)绕其中心轴进行旋转运动的第三驱动装置(30)，所述控制中心分别与第一移动装置(13)、所述第二移动装置(26)及所述第三驱动装置(30)通讯连接。

2.根据权利要求1所述的绘图仪，其特征为：所述笔架(50)与所述横杆(23)之间设置有第四移动装置(40)，所述笔架(50)通过第四移动装置(40)沿Y轴方向来回移动，所述第四移动装置(40)与所述控制中心构成通讯连接。

3.根据权利要求1所述的绘图仪，其特征为：所述基板(20)上设置有用于固定绘图纸的固定装置(21)。

4.根据权利要求2所述的绘图仪，其特征为：所述第一移动装置(13)包括旋转连接于所述机架(10)且与Y轴平行的Y丝杠(11)及固定于所述竖杆(22)上的Y螺母(12)，所述Y螺母(12)与所述Y丝杠(11)构成螺母丝杠结构，所述控制中心控制所述Y丝杠(11)的转动方向。

5.根据权利要求2所述的绘图仪，其特征为：所述第二移动装置(26)包括固定于固定于所述竖杆(22)中相对所述机架(10)的另一端上的X齿条(24)及固定于所述横杆(23)上的X齿轮(25)，所述X齿条(24)的长度方向平行于X轴，所述X齿轮(25)与所述X齿条(24)构成齿轮齿条结构，所述控制中心控制所述X齿轮(25)的转动方向。

6.根据权利要求2所述的绘图仪，其特征为：所述基板(20)的横截面呈圆型设置，所述第三驱动装置(30)包括与所述基板(20)同心且相互固定设置的蜗轮(31)以及旋转连接于所述机架(10)的蜗杆(32)，所述蜗轮(31)与所述蜗杆(32)构成蜗轮蜗杆结构，所述控制中心控制所述涡杆的旋转方向。

7.根据权利要求2所述的绘图仪，其特征为：所述第四移动装置(40)包括固定于所述横杆(23)相对竖杆(22)的另一端的笔齿条(41)及固定于所述笔架(50)的笔齿轮(42)，所述笔齿条(41)平行于Y轴，且所述笔齿轮(42)与所述笔齿条(41)构成齿轮齿条结构，所述控制中心控制所述笔齿轮(42)的旋转方向。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的绘图仪的使用方法，其特征为：

第一步：将绘图纸及绘图笔分别固定于基板(20)与笔架(50)；

第二步：开启电源，

第三步：校准零点；

第四步：向控制中心输入图形数据；

第五步：通过控制中心启动该绘图仪；

第六步：完成画图；

第七步：绘图仪中的竖杆(22)、横杆(23)以及笔架(50)复位；

第八步：关闭电源，

第九步：撤下绘图纸。

9.根据权利要求8所述的绘图仪的使用方法，其特征为：第三步包括：将所述绘图笔移动至与所述基板(20)的中心轴重合。