CN107757201A - 一种机械臂式辅助绘图装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机械臂式辅助绘图装置，包含画图板、同轴输入装置、内伸缩臂、直尺、LED灯珠、内方轴、外方轴，同轴输入装置安装于画图板的右下角，内方轴与内伸缩臂构成转动副，内方轴与外方轴构成移动副，内方轴前端设有第二小锥齿轮，内伸缩臂上侧设有刻度尺，内伸缩臂与外伸缩臂构成移动副，内伸缩臂前端设有直尺安装座，直尺与直尺安装座构成转动副，直尺转盘中心设有观察孔道，第一小锥齿轮和第一大锥齿轮的齿数比与第二小锥齿轮和第二大锥齿轮的齿数比相等，直尺转盘下端中心为空腔结构，其空腔侧壁均布安装有三个LED灯珠，观察孔道下端中心位置设有准星，直尺中间位置刻度线设于长直孔的一条边缘处，该边缘所在的直线通过准星中心。

Description

一种机械臂式辅助绘图装置

技术领域

本发明涉及的是一种辅助绘图的装置，具体涉及的是一种机械臂式辅助绘图装置。

背景技术

目前，随着计算机绘图软件的日益丰富，大量的二维和三维绘图软件得到普及。但是在工科院校或工业企业，绘图板仍然是基本手工绘图的重要工具，常用的手工绘图工具有直尺、三角板、丁字尺、角尺、量角器、圆规、水平角度尺等，因各个绘图工具的结构不同，而且其功能相对单一，在进行手工绘图时需要多个绘图工具相互配合才能完成绘图任务，特别是在绘制复杂图形时，更需要各个绘图工具的相互配合，交替使用，在绘图过程中还需要做许多的辅助步骤，在图纸上留下许多的作图标记，操作麻烦，而且作图标记多容易混乱，导致绘图出错，还需要重新修改，致使图面不干净，影响制图效率及图面整洁，也影响绘图的精确度，导致绘图误差的增大，严重影响绘图质量。

现有的一些绘图装置，由于其传动结构的限制，在使用过程中存在不能快速绘制平行线和一定角度的直线、操作调整不方便等问题。

如中国专利文献CN201510618285.X，公开日2016.01.13，公开了一种机械臂式直线绘制装置，包括直线绘制机构、绘图板、方向定位机构、折叠式挡板机构和伸缩式机械臂。采用其所述的机械臂式直线绘制装置绘制两条平行线时，需要先绘制一条直线，再将其伸缩式机械臂转动一定角度，然后再转动其直线绘制机构到一定角度，才能绘制第一条直线的平行线，操作较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种机械臂式辅助绘图装置，其传动结构简单可靠，操作方便，可以实现快速绘制平行线、绘制一定角度的直线，提高绘图的质量和效率。

本发明所采用的技术方案为：一种机械臂式辅助绘图装置，包含画图板、同轴输入装置、内伸缩臂、直尺、LED灯珠、内方轴、第二小锥齿轮、外方轴、第二转台轴承、第二大锥齿轮，其特征在于：同轴输入装置包括内筒、手轮、上锁止套、上锁止片、第一大锥齿轮、外筒、外伸缩臂、第一转台轴承、基座、下弹簧、上弹簧、下锁止套、下锁止片、外方轴、旋钮，同轴输入装置的基座固定安装于画图板的右下角，内方轴安装于内伸缩臂内部，两者构成转动副，内方轴后端安装于外方轴的内部，两者构成移动副，内方轴前端设有第二小锥齿轮，内伸缩臂上侧设有刻度尺，内伸缩臂后端安装于外伸缩臂内部，两者构成移动副，内伸缩臂前端设有直尺安装座，直尺安装座上端面设有直尺旋转刻度盘，直尺转盘与直尺安装座底端之间安装有第二转台轴承，使直尺转盘和直尺安装座构成转动副，直尺转盘中心设有观察孔道，观察孔道上端设有齿轮安装座，观察孔道顶端设有直尺旋转指针，第二大锥齿轮通过螺钉与齿轮安装座紧固连接，第二小锥齿轮与第二大锥齿轮啮合传动，第一小锥齿轮和第一大锥齿轮的齿数比与第二小锥齿轮和第二大锥齿轮的齿数比相等。

进一步的，所述的直尺转盘下端中心为空腔结构，其空腔侧壁均布安装有三个LED灯珠，观察孔道下端中心位置设有准星，准星中心即为直尺相对于直尺安装座的转动中心。

进一步的，所述的直尺中间位置设有长直孔，直尺上设有三条刻度线，其中间位置刻度线设于所述长直孔的一条边缘处，该边缘所在的直线通过准星中心。

进一步的，所述的基座内部中心位置设有下导杆和上导杆，下导杆和上导杆外侧面均设有外花键，基座上端边缘设有基座刻度盘，基座上端与外筒下端构成转动副，下锁止套中心设有内花键，其下端上侧设有下锁止片，下锁止套的内花键与下导杆的外花键配合安装构成移动副，下锁止套与基座之间安装有下弹簧。

进一步的，所述的外筒下端外侧设有外筒指针，其内部下端的内锥面上设有外筒防滑齿，外筒内部靠近下端位置设有转台安装座，转台安装座与外筒内壁通过三个支撑杆连接，外筒外部设有外伸缩臂。

进一步的，所述内筒下端的圆锥面上设有内筒防滑齿，内筒侧壁靠近下端位置均布设有三个支撑杆窗，其侧壁中间位置设有一个外方轴窗，内筒顶端设有手轮，内筒上壁中心位置开有圆孔，内筒下端与下锁止套上端连接，构成转动副。

进一步的，所述的第一转台轴承的外圈通过螺钉与转台安装座紧固连接，第一转台轴承的内圈通过螺钉与第一大锥齿轮下端面紧固连接，第一大锥齿轮中心的圆锥面上设有防滑齿，外方轴安装于外伸缩臂内部的圆孔内，两者构成转动副，外方轴左端设有第一小锥齿轮，第一小锥齿轮与第一大锥齿轮啮合传动。

进一步的，所述的上锁止套下端中心位置设有内花键，该内花键与上导杆的外花键配合安装，构成移动副，上锁止套与上导杆之间设有上弹簧，上锁止套中间位置上侧设有上锁止片，上锁止套上端与旋钮下端构成转动副，旋钮安装于内筒上壁中心的圆孔内，旋钮下端的圆锥面上设有防滑齿。

附图说明

图1为本发明外观整体示意图。

图2为本发明中同轴输入装置所在位置的纵向剖面示意图。

图3为本发明中直尺安装座位置的局部剖面示意图。

图4为同轴输入装置中基座的结构示意图。

图5为同轴输入装置中外筒的局部剖面示意图。

图6为同轴输入装置中内筒的结构示意图。

图7中图(a)为画第一条直线时的状态示意图，图(b)为画第二条直线时的状态示意图，其中A表示第一条直线，B表示第二条直线。

附图标号：1画图板、2同轴输入装置、3内伸缩臂、3.1直尺安装座、3.2直尺旋转刻度盘、4直尺、4.1直尺转盘、4.2LED灯珠、4.3观察孔道、4.4准星、4.5齿轮安装座、4.6直尺旋转指针、5内筒、5.1手轮、5.2外方轴窗、5.3内筒防滑齿、5.4支撑杆窗、6上锁止套、6.1上锁止片、7第一大锥齿轮、8外筒、8.1外伸缩臂、8.2转台安装座、8.3外筒防滑齿、8.4外筒指针、8.5支撑杆、9第一转台轴承、10基座、10.1基座刻度盘、10.2下导杆、10.3上导杆、11下弹簧、12上弹簧、13下锁止套、13.1下锁止片、14内方轴、14.1第二小锥齿轮、15外方轴、15.1第一小锥齿轮、16旋钮、17第二转台轴承、18第二大锥齿轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种机械臂式辅助绘图装置，包含画图板1、同轴输入装置2、内伸缩臂3、直尺4、LED灯珠4.2、内方轴14、第二小锥齿轮14.1、外方轴15、第二转台轴承17、第二大锥齿轮18，其特征在于：同轴输入装置2包括内筒5、手轮5.1、上锁止套6、上锁止片6.1、第一大锥齿轮7、外筒8、外伸缩臂8.1、第一转台轴承9、基座10、下弹簧11、上弹簧12、下锁止套13、下锁止片13.1、外方轴15、旋钮16，同轴输入装置2的基座10固定安装于画图板1的右下角，内方轴14安装于内伸缩臂3内部，两者构成转动副，内方轴14后端安装于外方轴15的内部，两者构成移动副，内方轴14前端设有第二小锥齿轮14.1，内伸缩臂3上侧设有刻度尺，内伸缩臂3后端安装于外伸缩臂8.1内部，两者构成移动副，内伸缩臂3前端设有直尺安装座3.1，直尺安装座3.1上端面设有直尺旋转刻度盘3.2，直尺转盘4.1与直尺安装座3.1底端之间安装有第二转台轴承17，使直尺转盘4.1和直尺安装座3.1构成转动副，直尺转盘4.1中心设有观察孔道4.3，观察孔道4.3上端设有齿轮安装座4.5，观察孔道4.3顶端设有直尺旋转指针4.6，第二大锥齿轮18通过螺钉与齿轮安装座4.5紧固连接，第二小锥齿轮14.1与第二大锥齿轮18啮合传动，第一小锥齿轮15.1和第一大锥齿轮7的齿数比与第二小锥齿轮14.1和第二大锥齿轮18的齿数比相等。

所述的直尺转盘4.1下端中心为空腔结构，其空腔侧壁均布安装有三个LED灯珠4.2，观察孔道4.3下端中心位置设有准星4.4，准星4.4中心即为直尺4相对于直尺安装座3.1的转动中心。

所述的直尺4中间位置设有长直孔，直尺4上设有三条刻度线，其中间位置刻度线设于所述长直孔的一条边缘处，该边缘所在的直线通过准星4.4中心。

所述的基座10内部中心位置设有下导杆10.2和上导杆10.3，下导杆10.2和上导杆10.3外侧面均设有外花键，基座10上端边缘设有基座刻度盘10.1，基座10上端与外筒8下端构成转动副，下锁止套13中心设有内花键，其下端上侧设有下锁止片13.1，下锁止套13的内花键与下导杆10.2的外花键配合安装构成移动副，下锁止套13与基座10之间安装有下弹簧11。

所述的外筒8下端外侧设有外筒指针8.4，其内部下端的内锥面上设有外筒防滑齿8.3，外筒8内部靠近下端位置设有转台安装座8.2，转台安装座8.2与外筒8内壁通过三个支撑杆8.5连接，外筒8外部设有外伸缩臂8.1。

所述内筒5下端的圆锥面上设有内筒防滑齿5.3，内筒5侧壁靠近下端位置均布设有三个支撑杆窗5.4，其侧壁中间位置设有一个外方轴窗5.2，内筒5顶端设有手轮5.1，内筒5上壁中心位置开有圆孔，内筒5下端与下锁止套13上端构成转动副。

所述的第一转台轴承9的外圈通过螺钉与转台安装座8.2紧固连接，第一转台轴承9的内圈通过螺钉与第一大锥齿轮7下端面紧固连接，第一大锥齿轮7中心的圆锥面上设有防滑齿，外方轴15安装于外伸缩臂8.1内部的圆孔内，两者构成转动副，外方轴15左端设有第一小锥齿轮15.1，第一小锥齿轮15.1与第一大锥齿轮7啮合传动。

所述的上锁止套6下端中心位置设有内花键，该内花键与上导杆10.3的外花键配合安装，构成移动副，上锁止套6与上导杆10.3之间设有上弹簧12，上锁止套6中间位置上侧设有上锁止片6.1，上锁止套6上端与旋钮16下端构成转动副，旋钮16安装于内筒5上壁中心的圆孔内，旋钮16下端的圆锥面上设有防滑齿。

本发明的实施例：

如图1所示，手轮控制外伸缩臂的转动，旋钮控制直尺的转动。

如图2所示，所述的机械臂式辅助绘图装置静止时，在下弹簧11的张紧力作用下，内筒防滑齿5.3与外筒防滑齿8.3脱离，下锁止套13将下锁止片13.1压紧于外筒8下端面，从而锁止外筒8的转动，则外伸缩臂8.1的转动被锁止，在上弹簧12的张紧力作用下，旋钮16下端的防滑齿与第一大锥齿轮7中心的防滑齿脱离，上锁止套6将上锁止片6.1压紧于第一大锥齿轮7的下端面，从而锁止第一大锥齿轮7的转动，则外方轴15的转动也被锁止。

当需要转动外伸缩臂8.1时，首先向下按压手轮5.1，使下锁止片13.1与外筒8下端面脱离，内筒防滑齿5.3与外筒防滑齿8.3啮合，然后转动手轮5.1，即可通过外筒指针8.4在基座刻度盘10.1上读出外伸缩臂8.1转动的角度；当需要转动直尺4时，首先向下按压旋钮16，使上锁止片6.1与第一大锥齿轮7下端面脱离，旋钮16下端的防滑齿与第一大锥齿轮7中心的防滑齿啮合，然后转动旋钮16，即可实现直尺4的转动。

如图3所示，LED灯珠4.2可以将直尺转盘4.1内部的空腔结构照亮，从而可以通过观察通道观察到准星4.4所在的位置。

如图7所示，当需要绘制两条平行线时，首先将直尺4移动到一定位置，绘制第一条直线A，然后按压并转动手轮5.1，外伸缩臂8.1随之转动，由于上弹簧12通过上锁止套6和上锁止片6.1将第一大锥齿轮7的转动锁止，而第一小锥齿轮15.1和第一大锥齿轮7仍存在啮合关系，因此外伸缩臂8.1转动时，外方轴15不仅随着外伸缩臂8.1转动，还存在自转运动，外方轴15转动同时驱动内方轴14转动，继而第二小锥齿轮14.1驱动第二大锥齿轮18转动，因此直尺4不仅随外伸缩臂转动，还存在绕直尺安装座3.1的转动，又由于第一小锥齿轮15.1和第一大锥齿轮7的齿数比与第二小锥齿轮14.1和第二大锥齿轮18的齿数比相等，因此，直尺4的合运动为平移运动，当直尺4到达合适位置后，绘制第二条直线B，则第二条直线B与第一条直线平行A。

Claims (3)

1.一种机械臂式辅助绘图装置，包含画图板(1)、同轴输入装置(2)、内伸缩臂(3)、直尺(4)、LED灯珠(4.2)、内方轴(14)、第二小锥齿轮(14.1)、外方轴(15)、第二转台轴承(17)、第二大锥齿轮(18)，其特征在于：所述的同轴输入装置(2)的基座(10)固定安装于画图板(1)的右下角，内方轴(14)安装于内伸缩臂(3)内部，两者构成转动副，内方轴(14)后端安装于外方轴(15)的内部，两者构成移动副，内方轴(14)前端设有第二小锥齿轮(14.1)，内伸缩臂(3)上侧设有刻度尺，内伸缩臂(3)后端安装于外伸缩臂(8.1)内部，两者构成移动副，内伸缩臂(3)前端设有直尺安装座(3.1)，直尺安装座(3.1)上端面设有直尺旋转刻度盘(3.2)，直尺转盘(4.1)与直尺安装座(3.1)底端之间安装有第二转台轴承(17)，使直尺转盘(4.1)和直尺安装座(3.1)构成转动副，直尺转盘(4.1)中心设有观察孔道(4.3)，观察孔道(4.3)上端设有齿轮安装座(4.5)，观察孔道(4.3)顶端设有直尺旋转指针(4.6)，第二大锥齿轮(18)通过螺钉与齿轮安装座(4.5)紧固连接，第二小锥齿轮(14.1)与第二大锥齿轮(18)啮合传动，第一小锥齿轮(15.1)和第一大锥齿轮(7)的齿数比与第二小锥齿轮(14.1)和第二大锥齿轮(18)的齿数比相等。

2.如权利要求1所述的一种机械臂式辅助绘图装置，其特征在于：所述的直尺转盘(4.1)下端中心为空腔结构，其空腔侧壁均布安装有三个LED灯珠(4.2)，观察孔道(4.3)下端中心位置设有准星(4.4)，准星(4.4)中心即为直尺(4)相对于直尺安装座(3.1)的转动中心。

3.如权利要求1所述的一种机械臂式辅助绘图装置，其特征在于：所述的直尺(4)中间位置设有长直孔，直尺(4)上设有三条刻度线，其中中间位置刻度线设于所述长直孔的一条边缘处，该边缘所在的直线通过准星(4.4)中心。