CN110385936A

CN110385936A - 绘图设备

Info

Publication number: CN110385936A
Application number: CN201910317878.0A
Authority: CN
Inventors: A·A·普鲁赞斯基; B·E·德尔默; E·J·E·皮特
Original assignee: Spingmast Co Ltd
Current assignee: Spingmast Co Ltd
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2019-10-29
Anticipated expiration: 2039-04-19
Also published as: CN110385936B; US20210138357A1; US10894220B2; US11498015B2; US20190321742A1; EP3560726A1; CN210760024U

Abstract

提供一种具有可旋转显示屏的绘图设备，该绘图设备包括在其中具有空腔的壳体和密封地可旋转地联接到壳体的显示屏。显示屏的内表面与空腔形成封罩。粉末包含在封罩内，粉末可移除地吸附在显示屏的内表面上。第一触笔控制器支撑在壳体外部上。至少一个定位结构支撑在封罩中并联接到第一触笔控制器，以在平行于第一轴线的第一组方向上移动第一触笔。第一触笔通过与显示屏的内表面接触而从显示屏的内表面移除粉末。

Description

绘图设备

技术领域

本申请总体涉及绘图系统。具体地，以下涉及一种绘图设备。

背景技术

存在用于在可擦除绘图表面上创建绘图的各种休闲绘图设备。以商品名“蚀刻素描(Etch A Sketch)”销售的一种这样的流行设备由俄亥俄州艺术公司(Ohio ArtCompany)制造和出售。该绘图设备具有大致矩形的壳体，大致矩形的壳体在其前表面上具有玻璃屏。可以使用一对控制旋钮来进行绘制，所述控制旋钮使得与壳体内部的玻璃屏的内表面接触的触笔能够沿着两个正交轴线进行线性移动。当触笔移动时，它从玻璃屏的内表面上移除存在于壳体中的吸附到该表面上的金属粉末。然而，使用该设备，仅限于沿两个正交轴线的线进行绘图。尽管可以同时控制两个控制旋钮以产生其他线，诸如倾斜于两个正交轴线的线，但这些线形成为沿两个正交轴线的线段的汇总。

另一套用于绘图的设备包括触笔，该触笔可枢转地安装在设备的屏的弯曲内表面上并且受到控制以在设备的屏的弯曲内表面上进行绘制。然而，这些设备存在许多问题。使触笔枢转的结构特别容易发生故障。此外，这些设备之一采用波纹膜来密封金属粉末。这些波纹膜也会经受故障，使金属粉末逸出并降低设备的有效性。

发明内容

在一个方面，提供一种绘图设备，其包括：壳体，该壳体中具有空腔；显示屏，其密封地可旋转地联接到壳体，显示屏的内表面与空腔形成封罩；包含在封罩内的粉末，粉末可移除地吸附在显示屏的内表面上；支撑在壳体外部上的第一触笔控制器；以及至少一个定位结构，其支撑在封罩中且联接到第一触笔控制器，以使第一触笔沿平行于第一轴线的第一组方向移动，第一触笔通过与显示屏的内表面接触而从显示屏的内表面移除粉末。

所述绘图设备还可包括支撑在所述壳体的外部上的第二触笔控制器，其中所述至少一个定位结构联接到所述第二触笔控制器以使所述第一触笔在与第二轴线平行的第二组方向上移动。

第二轴线可以正交于第一轴线。

所述至少一个定位结构可以附加地经由第一触笔控制器在第一组方向上移动第二触笔，并且经由第二触笔控制器在第二组方向上移动第二触笔，第二触笔通过与显示屏的内表面接触而从显示屏的内表面移除粉末。

绘图设备还可包括显示屏旋转控制器，显示屏旋转控制器支撑在壳体的外部上并控制显示屏相对于壳体的旋转。绘图设备还可以包括旋转结构，该旋转结构联接到显示屏旋转控制器并且定位在壳体的空腔内以重新定向显示屏。

显示屏可以形成显示屏组合件的一部分，该显示屏组合件具有允许其手动旋转的特征。

显示屏的内表面可以是平面的。第一轴线可以平行于显示屏的内表面。

显示屏的内表面可以是平面的，并且第一轴线和第二轴线可以平行于显示屏的内表面。

显示屏和壳体的组合件中的一个可具有一组掣子，所述掣子规则地成角度地移位并由显示屏和壳体的组合件中的另一个上的可偏置特征接合，在显示屏上施加阈值扭矩力时显示屏可在壳体上旋转。

壳体可以具有底盘，松散粉末可以落到底盘上，该底盘位于壳体和显示屏之间的密封下方。

在另一方面，提供一种绘图设备，其包括：壳体，该壳体中具有空腔；显示屏，其密封地联接到壳体，显示屏的内表面与空腔形成封罩；包含在封罩内的粉末，粉末可移除地吸附在显示屏的内表面上；支撑在壳体外部上的第一触笔控制器；以及至少一个定位结构，其支撑在封罩中且联接到第一触笔控制器，以在平行于第一轴线的第一组方向上同时移动第一触笔和第二触笔，第一触笔和第二触笔通过与显示屏的内表面接触而从显示屏的内表面移除粉末。

所述绘图设备还可包括支撑在所述壳体的外部上的第二触笔控制器，其中所述至少一个定位结构联接到所述第二触笔控制器以在平行于第二轴线的第二组方向上同时移动所述第一触笔和所述第二触笔。第二轴线可以正交于第一轴线。

所述至少一个定位结构可以同时在第一组方向中的第一方向上移动第一触笔，并且在与第一组方向中的第一方向相反的第二组方向中的第二方向上移动第二触笔。至少一个定位结构可以在第二组方向中的第一方向上同时移动第一触笔和第二触笔。

所述至少一个定位结构可包括：第一组带轮；第一环形线绳，其绕第一组带轮布线并具有输送部分和返回部分；其中第一触笔联接到第一环形线绳的输送部分；并且其中第二触笔联接到第一环形线绳的返回部分。

所述至少一个定位结构可包括：第二组带轮；第二环形线绳，其绕第二组带轮布线并具有输送部分和返回部分，其中第一触笔联接到第二环形线绳的输送部分，该第二环形线绳的输送部分与第一环形线绳的输送部分在第一方向上同时移动，并且其中第二触笔联接到第二环形线绳的返回部分，该第二环形线绳的返回部分与第一环形线绳的返回部分在与第一方向相反的第二方向上同时移动。

所述至少一个定位结构可包括：第三组带轮；第三环形线绳，其绕第三组带轮布线并具有输送部分和返回部分；第四组带轮；以及第四环形线绳，其绕第四组带轮布线并具有输送部分和返回部分，其中第一触笔和第二触笔联接到第三环形线绳和第四环形线绳的在第三方向上同时移动的输送部分。

附图说明

为了更好地理解本文所述的各种实施例并更清楚地示出它们如何实施，现在将仅通过示例的方式参考附图，其中：

图1A是根据其一个实施例的具有可旋转显示屏的绘图设备的左上前等轴测视图；

图1B是图1A的绘图设备的平面视图；

图2A是图1A和图1B的绘图设备的分解等轴测视图；

图2B是图1A和图1B的绘图设备的分解前部正视剖视图；

图2C是图1A和图1B的绘图设备的前部正视剖视图；

图2D是图1A和图1B的绘图设备的周边的局部前部正视剖视图；

图3A是图1A和图1B的绘图设备的定位结构的平面视图，其将触笔定位在第一位置；

图3B是图3A的定位结构的固定夹的等轴测视图；

图3C是图1A和图1B的绘图设备的定位结构的平面视图，其将触笔定位在第二位置；

图4是与图1A和图1B的绘图设备一起使用的模板的顶部前部左视等轴测视图；以及

图5是图1A和图1B的绘图设备与联接到其的图4的模板的顶部左侧前部等轴测视图。

具体实施方式

为了说明的简单和清楚，在认为合适的情况下，附图中可以重复附图标记以指示对应或类似的元件。另外，阐述了许多具体细节以便提供对本文所述实施例的透彻理解。然而，将由本领域普通技术人员理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文描述的实施例。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程和组件，以免模糊本文描述的实施例。此外，该描述不应被视为限制本文描述的实施例的范围。

除非上下文另外指出，否则可以按如下方式阅读和理解本说明书中使用的各种词语：“或”如贯穿全文所使用的是包含性的，就像写为“和/或”一样；如贯穿全文使用的单数冠词和代词包括其复数形式，以及反之亦然；类似地，性别代词包括其对应的代词，因此代词不应被理解为限制本文所述的任何内容以通过单一性别来使用、实现、执行等；“示例性”应被理解为“说明性的”或“示范性的”，并且不一定比其他实施例更“优选”。术语的进一步定义可在本文阐述；这些术语可以应用于那些术语的先前和后续实例，如将从本说明书的阅读中理解到的那样。

图1A和图1B示出根据其实施例的绘图设备20，其具有大致长方体的壳体24。壳体24包括下部壳体28和上部壳体32，它们均由模制塑料制成。大致圆形的显示屏36位于上部壳体32中，并且由具有一对旋转旋钮44的边框40环绕。边框由模制塑料制成。上部壳体32的外部显示框架48环绕边框40并且在其顶表面上具有模板连接器槽52。一对控制旋钮56a、56b(本文也被称为旋钮56)由上部壳体32可旋转地支撑。在其他实施例中，壳体可以是任何其他合适的形状，诸如大致圆柱形、卵形、不规则形状等。此外，显示屏可以是许多其他形状，诸如正方形、六边形、八边形、三角形、不规则形状等。

现在将参考图2A至图2D和图3A描述绘图设备20的各种组件。下部壳体28具有大致平坦的底盘60，多个加强肋64在该底盘60上延伸。一对管状控制安装套筒68a、68b(本文也被称为管状控制安装套筒68)从底盘60沿着下部壳体28的前部纵向边缘72邻近下部壳体28的两个拐角中的每一个拐角延伸。两个带轮安装柱76a、76b(本文也被称为旋钮76)邻近下部壳体28的四个拐角中的每一个拐角从底盘60延伸。带轮安装柱76a、76b沿其下部部分具有径向延伸的升降支撑件。一对交叉限位器78沿着底盘60的纵向侧从底盘60延伸。

为横向触笔控制组合件形式的第一定位结构包括联接到一组从动带轮84a至84d的主带轮80a。主带轮80a具有围绕其圆周延伸的单个凹槽和沿任一方向轴向延伸的柱，其一端部可自由旋转地安置在管状控制安装套筒68a中。从动带轮84a至84d中的每一个具有围绕其圆周延伸的单个凹槽。孔轴向延伸通过从动带轮84a至84d，从动带轮84a至84d分别可自由旋转地安装在带轮安装柱76b、76c、76g和76f上。第一环形线绳88a在张力下围绕主带轮80a和从动带轮84a以十字形构造延伸。第一环形线绳88a上的张力足以使主带轮80a的旋转使从动带轮84a沿相反的旋转方向旋转。从动带轮84a在张力下经由环形线绳88b联接到另一个从动带轮84b并与其形成一组从动带轮，从而从动带轮84a的旋转引起另一个从动带轮84b在相同旋转方向上的旋转。从动带轮84a的顺时针旋转使得环形线绳88b的输送部分88b_d朝向从动带轮84b行进，并且环形线绳88b的返回部分88b_r朝向从动带轮84a行进。类似地，从动带轮84a的逆时针旋转使得输送部分88b_d朝向从动带轮84a行进并且返回部分88b_r朝向从动带轮84b行进。

从动带轮84a还在张力下经由以十字形构造配置的环形线绳88c联接到另一个从动带轮84c，使得从动带轮84a的旋转引起另一个从动带轮84c沿相反的旋转方向旋转。从动带轮84c还在张力下经由环形线绳88d联接到另一个从动带轮84d并与其形成一组从动带轮，使得从动带轮84c的旋转引起另一个从动带轮84d在相同的旋转方向上的旋转。从动带轮84c的顺时针旋转使得环形线绳88d的输送部分88d_d朝向从动带轮84c行进，并且环形线绳88d的返回部分88d_r朝向从动带轮84d行进。类似地，从动带轮84c的逆时针旋转使得输送部分88d_d朝向从动带轮84d行进，并且返回部分88d_r朝向从动带轮84c行进。

为纵向触笔控制组合件形式的第二定位结构在某种程度上类似于横向触笔控制组合件，并且包括联接到一组从动带轮84e至84h的主带轮80b。主带轮80b具有围绕其圆周延伸的单个凹槽和沿任一方向轴向延伸的柱，其一端部可自由旋转地安置在管状控制安装套筒68b中。从动带轮84e具有围绕其圆周延伸的三个凹槽，从动带轮84g具有围绕其圆周延伸的两个凹槽，并且从动带轮84f和84h各自具有围绕其圆周延伸的一个凹槽。孔轴向延伸通过从动带轮84e至84h，从动带轮84e至84h分别可自由旋转地安装在带轮安装柱76d、76e、76a和76h上。环形线绳88e以十字形构造围绕主带轮80b和从动带轮84e延伸，使得主带轮80b的旋转使从动带轮84e沿相反的旋转方向旋转。从动带轮84e经由环形线绳88f联接到另一个从动带轮84f并与其形成一组从动带轮，使得从动带轮84e的旋转引起另一个从动带轮84f在相同旋转方向上的旋转。从动带轮84e的顺时针旋转使得环形线绳88f的输送部分88f_d朝向从动带轮84f行进以及环形线绳88f的返回部分88f_r朝向从动带轮84e行进。类似地，从动带轮84e的逆时针旋转使得输送部分88f_d朝向从动带轮84e行进以及返回部分88f_r朝向从动带轮84f行进。

从动带轮84e还经由配置成十字形构造的环形缆线88g联接到另一个从动带轮84g，使得从动带轮84e的旋转引起另一个从动带轮84g沿相反的旋转方向旋转。从动带轮84g还经由环形线绳88h联接到另一个从动带轮84h并与其形成一组从动带轮，使得从动带轮84g的旋转引起另一个从动带轮84h在相同的旋转方向上的旋转。从动带轮84g的顺时针旋转使得环形线绳88h的输送部分88h_d朝向从动带轮84h行进以及环形线绳88h的返回部分88hr朝向从动带轮84g行进。类似地，从动带轮84g的逆时针旋转使得输送部分88hd朝向从动带轮84g行进以及返回部分88hr朝向从动带轮84h行进。

第一环形线绳88由钓鱼线构成，但是可以由任何其他合适的材料制成。此外，环形线绳88可以用在带轮之间延伸并围绕其缠绕的具有长度的线绳的其他布置来代替，以便能够双向控制触笔引导件。虽然从动带轮84构造有单个凹槽，环形线绳88容纳在该凹槽中，但是应当理解的是，每个从动带轮84可以具有多于一个凹槽并且可以具有用于每个环形线绳88的围绕其延伸的单独凹槽。

第一横向触笔引导件92a分别经由一对固定夹96a、96b固定到环形线绳88b的输送部分88b_d和环形线绳88d的返回部分88d_r。第二横向触笔引导件92b分别经由另一对固定夹96c、96d固定到环形线绳88b的返回部分88b_r和环形线绳88d的输送部分88d_d。固定夹96a和96b联接到环形线绳88b和88d的相对于彼此在相同的横向方向上行进的部分，并且在相反的横向方向上联接到环形线绳88b和88d的固定夹96c和96d位于其上的部分。当主带轮80a旋转时，第一横向触笔引导件92a和第二横向触笔引导件92b(其可以被统称为横向触笔引导件92)在相反的方向d₁₁和d₁₂上朝向或远离彼此横向行进，这取决于主带轮80a旋转的旋转方向。方向d₁₁和d₁₂平行于用作第一轴线的横向线LL。

纵向触笔引导件100分别经由一对固定夹96e、96f固定到环形线绳88f、88h的返回部分88f_r、88h_r，它们分别相对于彼此在相同的纵向方向上行进。当主带轮80b旋转时，纵向触笔引导件100在由主带轮80b旋转的方向确定的方向d₂₁或d₂₂上纵向行进。方向平行于中心线CL，中心线CL用作与横向线LL正交的第二轴线。

第一触笔组合件包括触笔滑架108a，触笔滑架108a具有两个正交的通孔112a，第一横向触笔引导件92a和纵向触笔引导件100可以可滑动地容纳在通孔112a中。第二触笔组合件包括第二触笔滑架108b，该第二触笔滑架108b是触笔滑架108a的镜像并且具有两个正交的通孔112b，第二横向触笔引导件92b和纵向触笔引导件100可以可滑动地容纳在所述通孔112b中。每个触笔滑架108a、108b(下文其被统称为触笔滑架108)具有触笔通道116，触笔通道116在其顶部开口处具有唇缘，并且在其底端处将触笔120容纳在其中。触笔120具有抵靠唇缘的肩部，以限制触笔120向上行进离开触笔通道116。偏置弹簧124插入到触笔120下方的触笔通道中，并且帽128通过螺钉132固定在触笔滑架108的空腔内，以将触笔120和偏置弹簧124密封在触笔通道116中。

一旦组装了触笔滑架108，它们就可以在横向触笔引导件92和纵向触笔引导件100固定到环形线绳88之前布置在横向触笔引导件92和纵向触笔引导件100上。横向触笔引导件92和纵向触笔引导件100插入触笔滑架108的正交通孔112a、112b阻止触笔滑架108a、108b在滑动安装在横向触笔引导件92和纵向触笔引导件100上时的重新定向。

橡胶垫圈136放置在每个主带轮80a、80b的柱的上端部的顶部上。

上部壳体32具有一组圆柱形套筒，该组圆柱形套筒在其下表面上向下延伸，该下表面与下部壳体28上的带轮安装柱76的位置对齐。此外，一对控制通孔140延伸穿过上部壳体32，并且与下部壳体28的管状控制安装套筒68a、68b轴向对齐。

下部壳体28和上部壳体32具有周边密封结构，以在它们结合时密封其周边。具体地，下部壳体28具有围绕其周边在两个脊148a、148b之间延伸的较深通道144，以及在更靠近其周边的脊160两侧的较浅通道152和台肩156。上部壳体32具有细长脊164，当下部壳体28和上部壳体32对齐并配合时，细长脊164容纳在较深通道144内。另外，上部壳体32的两个脊168a、168b容纳在较浅通道152内和下部壳体28的台肩156处。细长脊164和脊168a、168b分别经由粘合剂或一些其他合适的手段固定在较深通道144和较浅通道152内以及固定到台肩156处。

当横向触笔控制组合件、纵向触笔控制组合件和触笔组合件组装在下部壳体28的顶部上时，上部壳体32与下部壳体28对齐并且经由环氧树脂或其他合适的粘合方法围绕周边密封结构永久地固定到下部壳体28。橡胶垫圈136密封控制通孔140。

上部壳体32具有大致圆形的显示屏孔172，其由从肩部180延伸的成角度的唇缘176围绕。成角度的唇缘176向内和向下延伸。肩部180具有平坦的水平上表面。大致管状的第一壁184位于肩部180旁边并在肩部180上方延伸。第一环形表面190从第一壁184的底端向外延伸，并且大致是水平的。第一壁184和第一环形表面190与第二大致管状壁192一起形成内部U形通道188，第二大致管状壁192从第一环形表面190的远端向上延伸。第一壁184的上表面和第二壁192的上表面大致水平共面。第一壁184的上表面194与第二壁192的上表面大致水平共面。第二壁192由第三大致管状壁196界定，第三大致管状壁196在第二壁192的上表面194上方延伸。第二环形表面198从第三壁196的下端部向外延伸。第二环形表面198与第三壁196和第四大致管状壁201限定外部U形通道200。为垂直对齐凹槽形式的一组掣子202沿第三壁196的内表面以规则的间隔定位。

上部壳体32和下部壳体28在结合时形成壳体24，壳体24是大致中空的壳，其在其中限定空腔204，空腔204与显示屏孔172连通。主带轮80a、80b的柱的上端穿过控制通孔140突出。

由橡胶或其他合适材料制成的可压缩的倒置Y形环208放置在内部U形通道188中。虽然有顺应性，但Y形环208具有足够的刚性，以使得当放置在内部U形通道188中时，Y形环208的下边缘209与U形通道188的第一壁184和第二壁192接合，并抵制Y形环208的上边缘210的压缩。在内部U形通道188中可以采用任何其他合适类型的密封元件来代替Y形环。例如，可以使用O形环。

显示屏组合件212放置于壳体24的顶部上，并包括由塑料模制的屏框架216。屏框架216具有大致管状的触笔限位器220，屏支撑件224从该触笔限位器220向上延伸。屏支撑件224具有配置成支撑屏的环形平面顶表面。第一环形水平部分228相对于屏支撑件224的中心轴线CA径向向外延伸。当绘图设备20放置在水平表面的顶部上时，中心轴线CA大致与垂直轴线对齐。第一大致管状壁232从第一环形水平部分228的周边边缘垂直延伸，其中第二环形水平部分236相对于中心轴线CA从第一壁232的上端径向向外延伸。第二大致管状壁240从第二环形水平部分236垂直向上延伸并具有周边肩部244。定位凸起246从屏框架216的周边边缘延伸，并相对于中心轴线CA径向向外由弹簧偏置。

大致圆形的平坦显示面板248位于屏支撑件224的顶部上并延伸到第一壁232。显示面板248由透明材料制成，诸如钢化玻璃或其他玻璃、塑料等，该材料优选抗破裂。

边框40具有倾斜表面249，该倾斜表面249朝向观察孔250向内倾斜，并且具有垂直凹入的周边肩部251。两个旋转旋钮44从边框40的顶表面的相对侧突出。

保护层252结合到边框40的底表面。保护层252是较薄的、通常透明的塑料层，其是防碎的并且相对于中心轴线CA比显示面板248进一步径向延伸。

在将保护层252固定到边框40之后，通过插入到边框40和屏框架216中的一组螺孔中的一组螺钉256将边框40固定到屏框架216。当边框40固定到屏框架64时，保护层68抵靠显示面板248定位。

在将显示屏组合件212固定到壳体24之前，将精细的金属粉末264放置在底盘60中。金属粉末264可释放地吸附到显示面板248的内表面265上。这种粉末的一个示例是是铝粉末。

保持环268定位在屏框架216的周边肩部244和上部壳体32的第三壁196的顶部上，并且经由一组螺钉272固定到上部壳体32以将显示屏组合件212固定到壳体24。因此，显示屏组合件212固定到壳体24。当固定到壳体24时，显示屏组合件212可绕中心轴线CA旋转。定位凸起246接合掣子202以阻止显示屏组合件212的旋转，但是经由一个或两个旋转旋钮44在显示屏组合件212上施加阈值扭矩力可导致定位凸起246脱离掣子202并且允许显示屏组合件212旋转。当定位凸起246遇到相邻的掣子202时，定位凸起246与掣子202接合以阻止显示屏组合件212的进一步旋转，直到相应的阈值扭矩力施加到显示屏组合件212。

保持环268的管状凸缘276抵靠显示屏组合件212的第二大致管状壁240，以在显示屏组合件212旋转时保持其轴向对齐。

外部显示屏框架48由两个框架半部280形成，每个框架半部280具有一组夹持件284，夹持件284接合保持环268中的相应夹孔的边缘，以在将保持环268紧固到壳体24之后将框架半部280固定到保持环268。

控制旋钮56a和56b分别经由环氧树脂或一些其它合适的手段或方法固定到主带轮80a和80b的柱上端，使得控制旋钮56a和56b的旋转分别使主带轮80a、80b旋转。

所期望的是阻止金属粉末264从绘图设备20的空腔204向外迁移。如果由于从绘图设备20中迁移出而损失了大量金属粉末264，则可能会降低绘图设备20的有效性。此外，金属粉末264从绘图设备20中逸出可能产生难看的混乱和/或危险，特别是当绘图设备20可能由儿童操作时。

显示屏组合件212和上部壳体32的轮廓在它们之间提供迷宫式路径，以阻止金属粉末264从绘图设备20的空腔204向外迁移。当显示屏组合件212固定在壳体24的顶部上时，触笔限位器220紧密地配合在成角度的唇缘176的下边缘内，在显示屏组合件212和壳体24之间提供第一密封。触笔限位器220、成角度的唇缘176和第一环形水平部分228在第一密封上方形成环形腔室285。如果金属粉末264通过了触笔限位器220和成角度的唇缘176之间的第一密封，则它进入环形腔室285并朝向第一密封受到重力，从而促使其迁移回到绘图设备20的空腔204中。第一环形水平部分228接合上部壳体32的肩部180，以在环形腔室285的顶部提供第二密封，以阻止金属粉末进一步迁移到环形腔室285之外。

第二环形水平部分236抵靠第一壁184的上端以形成第三密封，该第三密封防止金属粉末264迁移到U形通道188内。进入U形通道188的任何金属粉末被Y形环208阻止而不能进一步迁移。Y形环208的下端209抵靠第一壁184、第二壁192和第一环形表面190压缩，以提供额外的密封来阻止金属粉末264迁移到Y形环208的下方。此外，位于U形通道中的压缩Y形环208的上边缘210抵靠屏框架216的第二环形水平部分236的底表面，以提供另一密封。

此外，第二环形水平部分236的底表面接合上部壳体32的肩部194，以在显示屏组合件212和壳体24之间提供进一步的密封。这些系列的密封有效地阻止金属粉末264从空腔204逸出并离开绘图设备20。

当显示屏组合件212位于壳体24的顶部上时，显示面板248与触笔120接触，压缩偏置弹簧124，同时触笔120在触笔通道116内后退。当触笔滑架108经由横向触笔控制组合件和纵向触笔控制组合件进行移动时，偏置弹簧促使触笔120保持与显示板248的接触。由于显示屏248的内表面265大致是平面的，在触笔滑架108的移动期间，触笔120不会大幅垂直偏移。显示屏组合件212的底表面和壳体24的空腔204形成封罩266，其内封装金属粉末264。

现在将参考图1A至图3C描述绘图设备20的操作。由壳体24的空腔204和显示屏组合件212形成的封罩266内的金属粉末264凃覆封罩266内的表面，包括显示面板248的内表面265，使得显示屏36的外观对于绘图设备20的使用者呈现为不透明。

使用者可以旋转固定到主带轮80a的控制旋钮56a，以使横向触笔引导件92a、92b以及因此触笔120a、120b在方向d₁₁和d₁₂上远离和朝向中心线CL移动，以使得触笔120a、120b的移动围绕中心线CL成镜像。此外，使用者可以旋转固定到主带轮80b的控制旋钮56b，以使纵向触笔引导件100以及因此触笔120a、120b同时在平行于中心线CL并与正交于横向线LL的方向d₂₁和d₂₂中的一个方向上移动。当使用者控制触笔120a、120b的移动时，它们的移动围绕中心线CL彼此成镜像。中心线CL和横向线LL都大致平行于显示屏36的显示面板248的内表面。

在图3A中，示出触笔120a、120b处于彼此相邻的第一中心位置。触笔滑架108a、108b的邻接阻止控制旋钮56a进一步逆时针旋转。控制旋钮56a可以顺时针转动，使得触笔滑架108a、108b以及因此触笔120a、120b同时横向远离中心位置移动。类似地，控制旋钮56b顺时针或逆时针旋转使得触笔滑架108a、108b分别朝向或远离控制旋钮56a、56b纵向移动。交叉限位器78阻止固定夹96a和96c以及固定夹96b和96d朝向彼此移动，并因此阻止触笔引导件92a、92b移动到中心线CL并越过中心线CL。

图3B示出联接到环形线绳88的示例性固定夹96。具体地，固定夹96c具有环形线绳88b插入到其中的槽，以及垂直于槽的孔，触笔引导件92b通过该孔插入。当通过孔插入时，触笔引导件92b将环形线绳88b固定到槽内的固定夹96c。此外，固定夹96c将触笔引导件92b定位在环形线绳88b、88g在其中延伸的平面下方。每个固定夹96在构造和功能上类似于固定夹96c。

图3C示出在控制旋钮56a的顺时针旋转和控制旋钮56b的逆时针旋转之后触笔120a、120b在第二位置的位置。如图所示，控制旋钮56a的旋转使触笔滑架108a沿方向d₁₁移动的同时使触笔滑架108b沿方向d₁₂远离中心线CL移动。此外，控制旋钮56b的旋转使得两个触笔滑架108a和108b同时沿方向d₂₁移动。

如将理解的那样，使用者可以同时操纵两个控制旋钮56a、56b。

当触笔120在显示屏248的内表面265上移动时，它们沿其路径物理地移除吸附到内表面265的金属粉末264。未涂覆的显示面板248为使用者提供较暗的外观，从而可视地在显示屏36上作出标记。

通过使触笔滑架108a、108b抵靠触笔限位器220来阻止触笔120a、120b横向或纵向超出显示面板248的边缘的移动。

通过旋转旋钮44的顺时针或逆时针运动，显示屏组合件212可以相对于壳体24并因此相对于触笔120a、120b旋转。当显示屏组合件212旋转时，显示面板248旋转，从而使固定的触笔120a、120b沿弧形路径移除金属粉末264。以这种方式，可以使用绘图设备20绘制弧形线。

上部壳体32上的掣子202和显示屏组合件212的定位凸起246提供屏定向控制结构，其能够实现显示屏组合件212的预定增量旋转。掣子202是沿着上部壳体32的垂直凹槽，垂直凹槽在屏框架216的外周表面上由定位凸起246接合，以阻止显示屏组合件212的旋转。在施加经由一个或多个旋转旋钮44施加的阈值扭矩力时，定位凸起246脱离相应的掣子202，允许显示屏组合件212相对自由地旋转，直到定位凸起246与随后的掣子202接合。在掣子202沿着上部壳体32的周边规则地间隔开的情况下，显示屏组合件212例如可以经由控制旋钮56在触笔的运动之间旋转规则的角度量以便沿着弧形路径绘制重复图案。

图4示出与图1A至图3B的绘图设备20一起使用的模板300。模板由透明的亚克力制成并且具有可以装配在显示屏36上的描图板304。锚定臂308从描图板304的一侧延伸并且终止于锚定凸起312。锚定凸起312可以可释放地固定在外部显示屏框架48的模板连接器槽52内。锚定臂308的尺寸被设计成当旋转显示屏组合件212时旋转旋钮44能够在其下方行进。描图板304具有参考记号316的阵列，其可以用作移动触笔120b的参考位置。参考记号316的阵列是描图板304的表面上的一组小隆起，但是可以是小凹部或任何其他形式，并且附加地或替代地可以是描图板304上的标记。可擦除标记器可以与描图板304一起使用以便指示图案的点和/或线。

图5示出在附接到图1A至图1B的绘图设备20之后的模板300。

可以与模板300一起提供一个或多个设计蓝图，以指示触笔120b相对于参考记号316的阵列在显示屏组合件212的规则尺寸旋转之间的移动模式。

虽然在上述和图示的实施例中，显示屏通过其一对旋转旋钮旋转，但是可以采用其他类型的显示屏旋转控件。例如，可以提供由壳体可旋转地支撑并且在壳体内联接到旋转结构的第三控制旋钮，旋转结构诸如成组的一个或多个齿轮，用于相对于壳体旋转显示屏组合件。

绘图设备可以具有单个触笔或多于两个的触笔，其可以通过绘图设备外部上的控件移动。例如，通过具有可沿单个轴线移动的触笔和可相对于壳体旋转的显示屏，可以产生各种设计。

虽然在上述和图示的实施例中，两个定位结构包括相对于显示屏定位触笔的线绳和带轮设备，但是可以采用用于移动一个或多个触笔的其他形式的定位结构。例如，联接到绘图设备内的一个或多个触笔的滑块可以定位在壳体的外部上。在一个特定实施例中，滑块可以磁性联接到壳体内的致动元件，以减少壳体中的待密封的孔的数量。在另一示例中，定位结构可以是用于沿着轴线调整触笔位置的机构，并且显示屏可以相对于触笔旋转以生成二维绘图。在另一示例中，可旋转的螺纹螺栓可以接合配合部件，诸如可滑动地容纳在通道内的螺母，其联接到一个或多个触笔。螺栓的外部延伸端部可以旋转，以使螺栓被推动沿着通道沿任一方向行进以便沿着显示屏定位触笔。本领域技术人员将设想到其他定位结构。

在其他实施例中，绘图设备可以具有进行镜像运动的两个或更多个触笔，以及可以具有其他形状(例如大致为矩形)的固定显示屏。

此外，在其他实施例中，一个或多个定位结构可以在彼此倾斜的方向上移动一个或多个触笔。

本领域技术人员将理解的是，可能还存在更多的替代实施方式和修改，并且上述示例仅是一个或多个实施方式的示例。因此，范围仅受所附权利要求的限制。

Claims

1.一种绘图设备，其特征在于，包括：

壳体，该壳体中具有空腔；

显示屏，其密封地可旋转地联接到壳体，显示屏的内表面与空腔形成封罩；

包含在封罩内的粉末，粉末可移除地吸附在显示屏的内表面上；

支撑在壳体外部上的第一触笔控制器；以及

至少一个定位结构，其支撑在封罩中且联接到第一触笔控制器，以在平行于第一轴线的第一组方向上移动第一触笔，第一触笔通过与显示屏的内表面接触而从显示屏的内表面移除粉末。

2.根据权利要求1所述的绘图设备，其特征在于，还包括支撑在所述壳体的外部上的第二触笔控制器，其中所述至少一个定位结构联接到所述第二触笔控制器，以在与第二轴线平行的第二组方向上移动所述第一触笔。

3.根据权利要求2所述的绘图设备，其特征在于，所述第二轴线与所述第一轴线正交。

4.根据权利要求1所述的绘图设备，其特征在于，所述至少一个定位结构还经由所述第一触笔控制器在所述第一组方向上移动第二触笔，并且经由所述第二触笔控制器在所述第二组方向上移动所述第二触笔，所述第二触笔通过与显示屏的内表面接触而从显示屏的内表面移除粉末。

5.根据权利要求1所述的绘图设备，其特征在于，还包括显示屏旋转控制器，其支撑在壳体的外部上并控制显示屏相对于壳体的旋转。

6.根据权利要求5所述的绘图设备，其特征在于，还包括旋转结构，所述旋转结构联接到所述显示屏旋转控制器并且定位在所述壳体的空腔内以重新定向所述显示屏。

7.根据权利要求1所述的绘图设备，其特征在于，所述显示屏形成显示屏组合件的一部分，该显示屏组合件具有允许其手动旋转的特征。

8.根据权利要求1所述的绘图设备，其特征在于，所述显示屏的内表面是平面的。

9.根据权利要求8所述的绘图设备，其特征在于，所述第一轴线平行于显示屏的内表面。

10.根据权利要求2所述的绘图设备，其特征在于，所述显示屏的内表面是平面的，并且第一轴线和第二轴线平行于显示屏的内表面。

11.根据权利要求1所述的绘图设备，其特征在于，所述显示屏和所述壳体的组合件中的一个具有一组掣子，所述掣子规则地成角度地移位并由所述显示屏和壳体的组合件中的另一个上的可偏置特征接合，显示屏在其上施加阈值扭矩力时能够旋转。

12.根据权利要求1所述的绘图设备，其特征在于，所述壳体具有底盘，松散的粉末能够落在该底盘上，该底盘位于所述壳体和所述显示屏之间的密封下方。

13.一种绘图设备，其特征在于，包括：

壳体，该壳体中具有空腔；

支撑在壳体外部上的第一触笔控制器；以及

至少一个定位结构，其支撑在封罩中且联接到第一触笔控制器，以在平行于第一轴线的第一组方向上同时移动第一触笔和第二触笔，第一触笔和第二触笔通过与显示屏的内表面接触而从显示屏的内表面移除粉末。

14.根据权利要求13所述的绘图设备，其特征在于，还包括支撑在所述壳体的外部上的第二触笔控制器，其中所述至少一个定位结构联接到所述第二触笔控制器以在平行于第二轴线的第二组方向上同时移动所述第一触笔和所述第二触笔。

15.根据权利要求14所述的绘图设备，其特征在于，所述第二轴线正交于所述第一轴线。

16.根据权利要求13所述的绘图设备，其特征在于，所述至少一个定位结构同时在第一组方向中的第一方向上移动第一触笔以及在与第一组方向中的第一方向相反的第二组方向中的第二方向上移动第二触笔。

17.根据权利要求16所述的绘图设备，其特征在于，所述至少一个定位结构在第二组方向中的第一方向上同时移动第一触笔和第二触笔。

18.根据权利要求13所述的绘图设备，其特征在于，所述至少一个定位结构包括：

第一组带轮；

第一环形线绳，其绕第一组带轮布线并具有输送部分和返回部分；

其中第一触笔联接到第一环形线绳的输送部分；并且

其中第二触笔联接到第一环形线绳的返回部分。

19.根据权利要求18所述的绘图设备，其特征在于，所述至少一个定位结构包括：

第二组带轮；

第二环形线绳，其绕第二组带轮布线并具有输送部分和返回部分；

其中第一触笔联接到第二环形线绳的输送部分，该第二环形线绳的输送部分与第一环形线绳的输送部分在第一方向上同时移动；并且

其中第二触笔联接到第二环形线绳的返回部分，该第二环形线绳的返回部分与第一环形线绳的返回部分在与第一方向相反的第二方向上同时移动。

20.根据权利要求19所述的绘图设备，其特征在于，所述至少一个定位结构包括：

第三组带轮；

第三环形线绳，其绕第三组带轮布线并具有输送部分和返回部分；

第四组带轮；以及

第四环形线绳，其绕第四组带轮布线并具有输送部分和返回部分；

其中第一触笔和第二触笔联接到第三环形线绳和第四环形线绳的在第三方向上同时移动的输送部分。