CN204160967U - 一种基于视觉的多功能绘图仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于视觉的多功能绘图仪，包括绘图基板、二纵轴、一横架、横轴、控制手及主控机构；二纵轴的外侧各设有一Y轴齿条，横架设有一Y轴齿轮及Y轴马达；横架上设有一X轴齿条，控制手上设有一X轴齿轮及X轴马达；控制手包括透明支架、绘图笔和Z轴电机；主控机构包括PC机、摄像单元、XY轴控制器及Z轴控制器，XY轴控制器与Y轴马达、X轴马达均相连接，Z轴控制器与Z轴电机相连接。本新型通过摄像单元取景、截图，由绘图笔在绘图基板上快速又准确地绘制出对应摄像单元取景、截图的对应图形、文字等，替代教学者临场手工绘图书写，还可以实现对素描的处理和绘画等功能，在教学中起到一定的实用辅助作用，并提升了教学质量。

Description

一种基于视觉的多功能绘图仪

技术领域

本实用新型涉及一种教学用设备，具体是指一种基于视觉的多功能绘图仪。

背景技术

随着科技不断发展，现代人们已逐步进入电子化时代，各种电子设备已成为现代人们生活、工作、学习、娱乐中一不可或缺的组成部分。比如在现代教学领域，电子白板的应用十分普遍，其替代了传统黑板手写方式，带来高效又丰富的教学效果。然而电子白板只能用于显示事先已编辑好的教学内容，然而实践教学中，不可避免需要进行临场书写绘图以辅助传教，目前的做法是借助传统粉笔于黑板上书写，或者借助电子笔于电子书写板上书写，然而不管采用哪种书写，都存在手工书写不规整的局限性，特别是涉及绘图教学中，手工绘图总会存在绘制不规整问题，从而影响教学质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于视觉的多功能绘图仪，为绘图教学提供一种简便、快速又精准的绘图手段，以此来提升教学质量。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种基于视觉的多功能绘图仪，包括绘图基板，设在该绘图基板上的左右二纵轴，活动搭设在该二纵轴上的一横架，水平设在该横架上的横轴，活动设在所述横轴上的控制手，以及主控机构；所述二纵轴的外侧各设有一竖向延伸的Y轴齿条，所述横架的两端部分别设有一与所述Y轴齿条相互啮合的Y轴齿轮以及带动该Y轴齿轮转动的Y轴马达；所述横架上设有一水平延伸的X轴齿条，所述控制手上设有一与所述所述X轴齿条相互啮合的X轴齿轮以及带动该X轴齿轮转动的X轴马达；所述控制手包括透明支架、绘图笔和Z轴电机，该绘图笔活动设在所述透明支架上并且垂直所述绘图基板的板面设置，该绘图笔上设有一Z轴短齿条，该Z轴短齿条通过Z轴齿轮和所述Z轴电机传动连接；所述主控机构包括PC机、摄像单元、XY轴控制器及Z轴控制器，该摄像单元连接PC机的输入端，PC机的输出端通过蓝牙模式分别与所述XY轴控制器和Z轴控制器进行无线连接，该XY轴控制器与所述Y轴马达、X轴马达均相连接，所述Z轴控制器与所述Z轴电机相连接。

所述PC机还连接有传感单元，该传感单元包括二X轴传感单元和二Y轴传感单元，该二X轴传感单元分别设在所述横架的两端部位置且呈相对设置；所述二Y轴传感单元均朝下设在所述二纵轴内侧且靠近上端部位置。

采用上述方案后，本实用新型相对于现有技术的有益效果在于：本新型一种基于视觉的多功能绘图仪，其主要作为一种辅助教学工具，使用中，教学者只需通过摄像单元取景、截图，经由PC机处理后，通过蓝牙无线传送，给XY轴控制器和Z轴控制器分别发出控制指令，XY轴控制器和Z轴控制器根据接收到的控制指令驱动相应的马达工作，即由绘图笔在绘图基板上快速又准确地绘制出对应摄像单元取景、截图的对应图形、文字等，替代教学者临场手工绘图书写，另外本新型还可以实现对素描的处理和绘画等功能，由此本新型基于视觉的多功能绘图仪在教学中起到一定的实用辅助作用，并提升了教学质量。

附图说明

图1是本新型多功能绘图仪的工作原理框图；

图2是本新型多功能绘图仪的绘图基板部分的结构示意图；

图3是本新型多功能绘图仪的控制手的结构示意图。

标号说明

绘图基板      10     纵轴         21

Y轴齿条      22     Y轴齿轮      23

Y轴马达      24     横架         30

横轴          31     X轴齿条     32

X轴齿轮      33     X轴马达      34

控制手        4     透明支架      40

绘图笔       41     Z轴短齿条     42

Z轴齿轮     43     Z轴电机       44

传感单元     5     X轴传感单元   51

Y轴传感单元 52    主控机构        6

PC机        60    摄像单元       61

XY轴控制器  62    Z轴控制器      63

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本案作进一步详细的说明。

本案涉及一种基于视觉的多功能绘图仪，如图1-2所示，主要包括绘图基板10、二纵轴21、一横轴31、控制手4及主控机构6。

所述二纵轴21竖直地设在绘图基板10的左右两侧位置，绘图基板10的对应二纵轴21间的区域构成绘图仪的绘图区。所述横轴31设在所述横架30上，该横架30水平地设在二纵轴21上，该横架30可沿二纵轴21上下移动(即沿Y轴移动)。控制手4活动地设在横轴31上，该控制手4可沿横轴31左右移动(即沿X轴移动)。

所述横架30沿Y轴移动的方式为：二纵轴21的外侧各设有一竖向延伸的Y轴齿条22，所述横架30的两端部分别设有一与Y轴齿条22相互啮合的Y轴齿轮23，Y轴齿轮23传动连接有一Y轴马达24。由Y轴马达24驱动，带动Y轴齿轮23旋转，经由Y轴齿轮23和Y轴齿条22传动配合，最终带动横架30及其上的横轴31沿Y轴移动。所述控制手4沿X轴移动的方式为：横架30上设有一水平延伸的X轴齿条32，控制手4上设有一与所述X轴齿条32相互啮合的X轴齿轮33，该X轴齿轮33经由斜齿轮组与X轴马达34相传动连接，同理，由X轴马达34驱动，再借助X轴齿轮33和X轴齿条32的传动配合，最终带动控制手4沿X轴移动。

所述控制手4如图3所示，包括透明支架40、绘图笔41和Z轴电机44。绘图笔41活动设在透明支架40上，并且该绘图笔41以垂直绘图基板40的板面设置。绘图笔41上设有一Z轴短齿条42，Z轴电机44经由减速机传动连接有一Z轴齿轮43，该Z轴齿轮43和Z轴短齿条42相互啮合传动。由Z轴电机44驱动，带动Z轴齿轮43旋转，经由Z轴齿轮43和Z轴齿条42传动配合，即可带动Z轴短齿条42及绘图笔41沿垂直于绘图基板40板面(即Z轴)移动。

所述主控机构6如图1所示，包括PC机60、摄像单元61、XY轴控制器62及Z轴控制器62，摄像单元61连接PC机60的输入端，PC机60的输出端通过蓝牙模式分别与XY轴控制器62和Z轴控制器63进行无线连接，该XY轴控制器63与Y轴马达24、X轴马达34均相连接，Z轴控制器63与Z轴电机44相连接。

本新型基于视觉的多功能绘图仪使用时，教学者只需通过摄像单元取景、截图所要绘制的内容，即可在绘图基板10上快速又精准地绘制出相应的内容。具体而言，由摄像单元61将取景、截图的相关信息发送给PC机60，由PC机60处理后，通过蓝牙无线传送，给XY轴控制器62和Z轴控制器63分别发出控制指令，XY轴控制器62和Z轴控制器63根据接收到的控制指令驱动相应的马达、电机工作，由Z轴控制器63控制控制手4的绘图笔41端部接触绘图基板10以处于绘图状，由XY轴控制器62控制控制手4的行走轨迹，行走轨迹需要断点时，只需控制绘图笔41端部与绘图基板10未接触，最终即可由绘图笔41于绘图基板1上快速又准确地绘制出摄像单元61取景、截图的对应图形、文字等内容。

较佳的，为了确定控制手4的起始位置，即给控制手4一个起始、终止基准点，PC机60还连接有传感单元5，该传感单元5包括二X轴传感单元51和二Y轴传感单元52，二X轴传感单元51分别设在横架30的两端部位置且呈相对设置；二Y轴传感单元52均朝下设在二纵轴21内侧且靠近上端部位置。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本实用新型权利要求的范围。

Claims (2)

1.一种基于视觉的多功能绘图仪，其特征在于：包括绘图基板，设在该绘图基板上的左右二纵轴，活动搭设在该二纵轴上的一横架，水平设在该横架上的横轴，活动设在所述横轴上的控制手，以及主控机构；所述二纵轴的外侧各设有一竖向延伸的Y轴齿条，所述横架的两端部分别设有一与所述Y轴齿条相互啮合的Y轴齿轮以及带动该Y轴齿轮转动的Y轴马达；所述横架上设有一水平延伸的X轴齿条，所述控制手上设有一与所述所述X轴齿条相互啮合的X轴齿轮以及带动该X轴齿轮转动的X轴马达；所述控制手包括透明支架、绘图笔和Z轴电机，该绘图笔活动设在所述透明支架上并且垂直所述绘图基板的板面设置，该绘图笔上设有一Z轴短齿条，该Z轴短齿条通过Z轴齿轮和所述Z轴电机传动连接；所述主控机构包括PC机、摄像单元、XY轴控制器及Z轴控制器，该摄像单元连接PC机的输入端，PC机的输出端通过蓝牙模式分别与所述XY轴控制器和Z轴控制器进行无线连接，该XY轴控制器与所述Y轴马达、X轴马达均相连接，所述Z轴控制器与所述Z轴电机相连接。

2.如权利要求1所述的一种基于视觉的多功能绘图仪，其特征在于：所述PC机还连接有传感单元，该传感单元包括二X轴传感单元和二Y轴传感单元，该二X轴传感单元分别设在所述横架的两端部位置且呈相对设置；所述二Y轴传感单元均朝下设在所述二纵轴内侧且靠近上端部位置。