專利名稱：自動(dòng)書寫儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種簡(jiǎn)易自動(dòng)書寫裝置。通過控制步進(jìn)電機(jī)的精確運(yùn)動(dòng)，使固定在移動(dòng)滑塊上的筆能在書寫平面上寫出相應(yīng)的文字。
技術(shù)背景自動(dòng)書寫儀可以看成是利用步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)平面定位的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。借助X軸，Y軸可平行移動(dòng)的龍門機(jī)械結(jié)構(gòu)以步進(jìn)電機(jī)為主要?jiǎng)恿?，使固定在移?dòng)滑塊上的筆能在書寫板上寫出相應(yīng)的文字。
發(fā)明內(nèi)容該書寫儀的結(jié)構(gòu)類似于在機(jī)床行業(yè)中的動(dòng)柱式龍門機(jī)床，利用步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)平面定位的控制系統(tǒng)。它的功能是通過控制步進(jìn)電機(jī)的精確運(yùn)動(dòng)，使固定在移動(dòng)滑塊上的筆能在書寫平面上寫出相應(yīng)的文字。它的特點(diǎn)是采用龍門結(jié)構(gòu)的橫軸，平移結(jié)構(gòu)的縱軸，由步進(jìn)電機(jī)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和持筆機(jī)。自動(dòng)書寫儀由書寫平臺(tái)、持筆機(jī)構(gòu)、步進(jìn)電機(jī)控制模塊、傳感器模塊、系統(tǒng)控制器模塊組成。自動(dòng)書寫儀，其特征在于由書寫平臺(tái)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，持筆機(jī)構(gòu)，傳感器模塊，系統(tǒng)控制器模塊組成，其書寫平臺(tái)采用一塊底板，龍門結(jié)構(gòu)的橫軸滑軌與縱軸滑軌，同步傳送帶結(jié)構(gòu)和步進(jìn)電機(jī)，持筆機(jī)將筆夾固定在滑道的下端，滑道垂直于書寫平面固定在橫軸導(dǎo)軌的滑塊上，傳感器使用光電傳感器。本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)該書寫儀利用步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)平面定位的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，控制方便。借助X軸，Y軸可平行移動(dòng)的龍門機(jī)械結(jié)構(gòu)，類似于在機(jī)床行業(yè)中的動(dòng)柱式龍門機(jī)床，龍門結(jié)構(gòu)是數(shù)控機(jī)床中最常用的一種機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)。以步進(jìn)電機(jī)為主要?jiǎng)恿?，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速，速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整，步進(jìn)電機(jī)沒有積累誤差，一般步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的精度為實(shí)際步距角的3-5%，且不累積。自動(dòng)書寫儀的書寫平臺(tái)用于承載能夠橫縱軸方向的書寫筆移動(dòng)載體，包括傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，書寫區(qū)域，電機(jī)的固定架等。在規(guī)格為430mmX330mm的底板上，將書寫儀的幾個(gè)重要的機(jī)械部分合理的分布在底板上，使書寫儀成為一個(gè)整體?；壥腔谥本€導(dǎo)軌所構(gòu)成的平移結(jié)構(gòu)，了保證橫縱軸結(jié)構(gòu)在平移的動(dòng)作過程中，盡可能少的受到動(dòng)摩擦力的影響，橫軸與縱軸的平移結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌道采用MISUMI標(biāo)準(zhǔn)的直線導(dǎo)軌、滑塊組。本設(shè)計(jì)將縱軸設(shè)定為龍門的底軸，由于龍門結(jié)構(gòu)有一定的重量，為了保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的移動(dòng)的平滑性與準(zhǔn)確性，因此縱軸放置兩個(gè)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上的滑塊與龍門立柱固定，支撐龍門結(jié)構(gòu)。在龍門的橫梁上固定書寫儀的橫軸導(dǎo)軌，書寫筆的持筆機(jī)構(gòu)則固定在橫軸導(dǎo)軌的滑塊上，直線導(dǎo)軌用于直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，另采用同步傳送帶當(dāng)做傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同步帶傳動(dòng)是由一根內(nèi)周表面設(shè)有等間距齒形的環(huán)行帶及具有相應(yīng)吻合的輪所組成。它綜合了帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)各自的優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動(dòng)力。由于該書寫儀涉及到書寫筆在書寫平面上的定位，而且要準(zhǔn)確，鑒于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)沒有積累誤差，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比，因此采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)書寫儀平移結(jié)構(gòu)。該驅(qū)動(dòng)電路選用了常州雙杰公司的SJ-2H042MA型驅(qū)動(dòng)器，用來驅(qū)動(dòng)二相混合式步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)高頻斬波，恒流驅(qū)動(dòng)。書寫儀的書寫筆在橫縱軸方向移動(dòng)的同時(shí)，需要限定橫軸導(dǎo)軌上滑塊的活動(dòng)范圍，采用傳感器使書寫筆在坐標(biāo)上復(fù)位，光電傳感器體積小、壽命長(zhǎng)、精度高、響應(yīng)速度快、不需要直接接觸金屬器件以及抗光、電、磁干擾能力強(qiáng)，因此選用了對(duì)射式紅外光電傳感器，又稱槽型光耦，型號(hào)為 EE-SJ3ο此自動(dòng)書寫儀由1、書寫平面；2、橫軸滑軌；3、縱軸滑軌；4、持筆機(jī)構(gòu)；5、書寫筆；
6、步進(jìn)電機(jī)；7、滑塊；8、同步帶輪；9、同步傳送帶；10、控制電路組成?？赏ㄟ^它的工作過程來了解它的各部件的作用。首先單片機(jī)將5-10個(gè)漢字轉(zhuǎn)化成點(diǎn)陣碼，生成可執(zhí)行的數(shù)據(jù)格式，然后直接送給插補(bǔ)器，在插補(bǔ)器中進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)書寫儀筆架X方向和Y方向運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給脈沖，由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)筆架在書寫平臺(tái)上作平面運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還控制書寫筆的起落，在紙張上進(jìn)行書寫。

圖1為自動(dòng)書寫儀儀結(jié)構(gòu)示意圖；圖1中，1、書寫平面；2、橫軸滑軌；3、縱軸滑軌；4、持筆機(jī)構(gòu)；5、書寫筆；6、步進(jìn)電機(jī)；7、滑塊；8、同步帶輪；9、同步傳送帶；10、控制電路。
具體實(shí)施方式
首先單片機(jī)將5-10個(gè)漢字轉(zhuǎn)化成點(diǎn)陣碼，生成可執(zhí)行的數(shù)據(jù)格式，然后直接送給插補(bǔ)器，在插補(bǔ)器中進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)書寫儀筆架X方向和Y方向運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給脈沖，由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)筆架在書寫平臺(tái)上作平面運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還控制書寫筆的起落，在紙張上進(jìn)行書寫。
權(quán)利要求1.自動(dòng)書寫儀，其特征在于，書寫平面上安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接持筆機(jī)構(gòu)，持筆機(jī)構(gòu)上安裝有書寫筆，自動(dòng)書寫儀安裝有步進(jìn)電機(jī)控制模塊、傳感器模塊、系統(tǒng)控制器模 塊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種簡(jiǎn)易自動(dòng)書寫裝置，是基于龍門結(jié)構(gòu)，利用步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)平面定位的控制系統(tǒng)。它的功能是通過控制步進(jìn)電機(jī)的精確運(yùn)動(dòng)，使固定在移動(dòng)滑塊上的筆能在書寫平面上寫出相應(yīng)的文字。其特征在于由書寫平臺(tái)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，持筆機(jī)，傳感器模塊，系統(tǒng)控制器模塊組成。借助X軸，Y軸可平行移動(dòng)的龍門機(jī)械結(jié)構(gòu)以步進(jìn)電機(jī)為主要?jiǎng)恿?，自?dòng)書寫儀的書寫平臺(tái)用于承載能夠橫縱軸方向的書寫筆移動(dòng)載體，包括傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，書寫區(qū)域，電機(jī)的固定架等。在規(guī)格為430mm×330mm的底板上，將書寫儀的幾個(gè)重要的機(jī)械部分合理的分布在底板上，使書寫儀成為一個(gè)整體。
文檔編號(hào)B41J2/00GK202911291SQ20122033259
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者張輝, 曹偉, 趙麗娜, 王 琦, 豐龍, 張雪榮, 張青 申請(qǐng)人:齊齊哈爾大學(xué)