CN203995325U - 自动圆规 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了自动圆规，该自动圆规包括圆规主体、齿轮传动结构、机械手臂结构、输入键盘结构和步进电机，圆规主体包括主体杆和圆锥，主体杆顶端安装有旋转圆盘；机械手臂结构包括主摇杆和次摇杆，次摇杆与主摇杆连接，主摇杆固定有笔杆；齿轮传动结构包括齿轮组、减速马达和角度编码器，齿轮组包括中心固定齿轮、主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮两侧分别与中心固定齿轮和从动齿轮啮合，主动齿轮由减速马达带动旋转，从动齿轮的轴端与角度编码器连接；步进电机与丝杆连接。本实用新型的自动圆规实现全自动作图，响应速度快；圆规机构简单，控制方便；增加作图的精密度；增加作图的广泛性，可用粉笔、铅笔、圆珠笔等。

Description

自动圆规

技术领域

本实用新型涉及一种圆规，尤其涉及一种能够实现自动作图的圆规。

背景技术

目前，常见的圆规是用两杆相连组成一铰链，铰链张开用直尺测出半径，画出相应的圆或者圆弧，但在测量的过程中会出现测量误差，在画图时也会出现人为误差，比如圆心不稳导致移动。通过检索发现现有自动圆规采用的是微型马达和直流电源，通过一对啮合齿轮带动圆规轴转动,进而带动可调节其臂长短的槽式臂旋转画圆。这种圆规占用的空间比较大，画圆的较小半径有一定的限制，功能单一。因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种可以自动画圆或圆弧的自动圆规。该圆规具有结构紧凑、使用方便、平稳安全、成本低廉等特点。

本实用新型采用的技术方案是：

自动圆规，该自动圆规包括圆规主体、齿轮传动结构、机械手臂结构、输入键盘结构和步进电机，所述圆规主体、齿轮传动结构、输入键盘结构和步进电机均设置于固定平台上，所述圆规主体包括主体杆和设于主体杆下端的圆锥，所述主体杆顶端安装有旋转圆盘；所述机械手臂结构包括主摇杆和次摇杆，所述次摇杆一端与旋转圆盘铰接，所述次摇杆另一端与主摇杆一端连接，所述主摇杆另一端固定有笔杆；所述齿轮传动结构包括齿轮组、减速马达和角度编码器，所述齿轮组包括中心固定齿轮、主动齿轮和从动齿轮，所述中心固定齿轮套于主体杆上，所述主动齿轮两侧分别与中心固定齿轮和从动齿轮啮合，所述主动齿轮由减速马达带动旋转，所述从动齿轮的轴端与角度编码器连接；所述步进电机与丝杆连接。

所述输入键盘结构包括显示屏、键盘、控制器、电路板和电池，所述电路板上的电池为控制器供电，所述控制器控制键盘和显示屏。

工作原理：画圆或者圆弧，打开开关，在键盘上输入所需圆弧的半径和角度以及圆规旋转方向，按下确定键，步进电机推动机械臂伸长至所输入的半径，当步进电机停止运作后，单片机延迟8秒，操作人员将机械手臂上的笔放下至与直面刚好接触并旋紧笔，延迟时间过后，减速马达开始旋转带动齿轮组运转，齿轮传动结构带动机械手臂旋转至所输入角度后停止，至此画圆工作结束，操作人员在单片机延迟的8秒内将机械手臂上的笔收起至离开直面并旋紧，过了延迟时间后，步进电机将机械手臂收回。关闭开关，至此自动圆规工作结束。

本实用新型的有益效果：本实用新型的自动圆规实现全自动作图，响应速度快；圆规机构简单，控制方便、性价比高、材料轻便、材料容易购买；增加作图的精密度；增加作图的广泛性，可用粉笔、铅笔、圆珠笔等。

附图说明

图1为本实用新型实施例的总体结构示意图。

图2为图1中齿轮传动结构的示意图。

图3为图1中机械手臂结构示意图。

图4为图1中输入键盘结构示意图。

其中：1.显示屏，2.固定平台，3.齿轮组，31、中心固定齿轮，32、主动齿轮，33、从动齿轮，4.角度编码器，5.减速马达，6.圆锥，7.主体杆，8.机械手臂，81、次摇杆，82、主摇杆，9.笔杆，10丝杆,11.旋转圆盘，12.步进电机，13.主动齿轮，14. 从动齿轮，15. 键盘，16. 控制器，17. 电路板，18. 电池。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。以下实施例仅用于说明本实用新型，不用来限制本实用新型的保护范围。

如图1至4所示，本实用新型的自动圆规，该自动圆规包括圆规主体、齿轮传动结构、机械手臂结构、输入键盘结构和步进电机12，圆规主体、齿轮传动结构、输入键盘结构和步进电机12均设置于固定平台2上，圆规主体包括主体杆7和设于主体杆7下端的圆锥6，主体杆7顶端安装有旋转圆盘11；机械手臂结构包括主摇杆82和次摇杆81，次摇杆81一端与旋转圆盘11铰接，次摇杆81另一端与主摇杆82一端连接，主摇杆82另一端固定有笔杆9；齿轮传动结构包括齿轮组3、减速马达5和角度编码器4，齿轮组3包括中心固定齿轮31、主动齿轮32和从动齿轮33，中心固定齿轮31套于主体杆7上，主动齿轮32两侧分别与中心固定齿轮31和从动齿轮33啮合，主动齿轮32由减速马达5带动旋转，从动齿轮33的轴端与角度编码器4连接；步进电机12与丝杆10连接。

上述输入键盘结构包括显示屏1、键盘15、控制器16、电路板17和电池18，电路板17上的电池18为控制器16供电，控制器16控制键盘15和显示屏1。

在键盘15输入所需圆弧的半径和角度以及圆规旋转方向，按下确定键，步进电机12开始伸长至所输入的半径，当步进电机12停止运作时，操作人员在单片机延迟的8秒内将机械手臂上的笔杆9放下至与直面刚好接触并旋紧笔，过了延迟时间后，减速马达5开始旋转带动齿轮组3运转，齿轮组3带动机械手臂旋转至所输入角度后,角度编码器4通过收集到的数据反馈到单片机（控制器16）内，单片机控制减速马达5停止，操作人员在单片机延迟的8秒内将机械手臂上的笔收起至离开直面并旋紧，过了延迟时间后，步进电机12将机械手臂收回，至此自动圆规工作结束。

该自动圆规包括圆规主体、齿轮传动结构、机械手臂结构、输入键盘结构和步进电机。采用独特的机械手臂来控制画圆笔的姿态，控制简单有效，由于丝杆及齿轮传动效率高，所以整个系统可以非常及时地做出响应，从而实现自动画圆，安全可靠。

本实用新型的自动圆规实现全自动作图，响应速度快；圆规机构简单，控制方便、性价比高、材料轻便、材料容易购买；增加作图的精密度；增加作图的广泛性，可用粉笔、铅笔、圆珠笔等。

Claims (2)

1. 自动圆规，其特征在于：该自动圆规包括圆规主体、齿轮传动结构、机械手臂结构、输入键盘结构和步进电机，所述圆规主体、齿轮传动结构、输入键盘结构和步进电机均设置于固定平台上，所述圆规主体包括主体杆和设于主体杆下端的圆锥，所述主体杆顶端安装有旋转圆盘；所述机械手臂结构包括主摇杆和次摇杆，所述次摇杆一端与旋转圆盘铰接，所述次摇杆另一端与主摇杆一端连接，所述主摇杆另一端固定有笔杆；所述齿轮传动结构包括齿轮组、减速马达和角度编码器，所述齿轮组包括中心固定齿轮、主动齿轮和从动齿轮，所述中心固定齿轮套于主体杆上，所述主动齿轮两侧分别与中心固定齿轮和从动齿轮啮合，所述主动齿轮由减速马达带动旋转，所述从动齿轮的轴端与角度编码器连接；所述步进电机与丝杆连接。

2.根据权利要求1所述的自动圆规，其特征在于：所述输入键盘结构包括显示屏、键盘、控制器、电路板和电池，所述电路板上的电池为控制器供电，所述控制器控制键盘和显示屏。