[實用新型]自動書寫儀

有效

• 申請號: 201220332597.6
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN202911291U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 張輝;曹偉;趙麗娜;王琦;豐龍;張雪榮;張青
• 申請（專利權）人: 齊齊哈爾大學
• 主分類號: B41J2/00
• 分類號: B41J2/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及一種簡易自動書寫裝置。通過控制步進電機的精確運動，使固定在移動滑塊上的筆能在書寫平面上寫出相應的文字。?

背景技術：

自動書寫儀可以看成是利用步進電機實現平面定位的計算機控制系統。借助X軸，Y軸可平行移動的龍門機械結構以步進電機為主要動力，使固定在移動滑塊上的筆能在書寫板上寫出相應的文字。?

發明內容：

該書寫儀的結構類似于在機床行業中的動柱式龍門機床，利用步進電機實現平面定位的控制系統。它的功能是通過控制步進電機的精確運動，使固定在移動滑塊上的筆能在書寫平面上寫出相應的文字。它的特點是采用龍門結構的橫軸，平移結構的縱軸，由步進電機同步帶傳動機構和持筆機。自動書寫儀由書寫平臺、持筆機構、步進電機控制模塊、傳感器模塊、系統控制器模塊組成。?

自動書寫儀，其特征在于由書寫平臺，傳動機構，持筆機構，傳感器模塊，系統控制器模塊組成，其書寫平臺采用一塊底板，龍門結構的橫軸滑軌與縱軸滑軌，同步傳送帶結構和步進電機，持筆機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軌的滑塊上，傳感器使用光電傳感器。?

本實用新型有如下優點：該書寫儀利用步進電機實現平面定位的計算機控制系統，操作簡單，控制方便。借助X軸，Y軸可平行移動的龍門機械結構，類似于在機床行業中的動柱式龍門機床，龍門結構是數控機床中最常用的一種機械結構，其特點是結構簡單、易實現高速運動。以步進電機為主要動力，步進電動機的動態響應快，易于啟停、正反轉及變速，速度可在相當寬的范圍內平穩調整，步進電機沒有積累誤差，一般步進電動機的精度為實際步距角的3-5％，且不累積。?

自動書寫儀的書寫平臺用于承載能夠橫縱軸方向的書寫筆移動載體，包括傳動結構，書寫區域，電機的固定架等。在規格為430mm×330mm的底板上，將書寫儀的幾個重要的機械部分合理的分布在底板上，使書寫儀成為一個整體。滑軌是基于直線導軌所構成的平移結構，了保證橫縱軸結構在平移的動作過程中，盡可能少的受到動摩擦力的影響，橫軸與縱軸的平移結構的運動軌道采用MISUMI標準的直線導軌、滑塊組。本設計將縱軸設定為龍門的底軸，由于龍門結構有一定的重量，為了保證整個結構的移動的平滑性與準確性，因此縱軸放置兩個導軌，導軌上的滑塊與龍門立柱固定，支撐龍門結構。在龍門的橫梁上固定書寫儀的橫軸導軌，書寫筆的持筆機構則固定在橫軸導軌的滑塊上，直線導軌用于直線往復運動，另采用同步傳送帶當做傳動機構，同步帶傳動是由一根內周表面設有等間距齒形的環行帶及具有相應吻合的輪所組成。它綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各自的優點。轉動時，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動力。由于該書寫儀涉及到書寫筆在書寫平面上的定位，而且要準確，鑒于步進電動機沒有積累誤差，步進電動機的角位移與輸入脈沖數嚴格成正比，因此采用步?進電機驅動書寫儀平移結構。該驅動電路選用了常州雙杰公司的SJ-2H042MA型驅動器，用來驅動二相混合式步進電機，實現高頻斬波，恒流驅動。書寫儀的書寫筆在橫縱軸方向移動的同時，需要限定橫軸導軌上滑塊的活動范圍，采用傳感器使書寫筆在坐標上復位，光電傳感器體積小、壽命長、精度高、響應速度快、不需要直接接觸金屬器件以及抗光、電、磁干擾能力強，因此選用了對射式紅外光電傳感器，又稱槽型光耦，型號為EE-SJ3。?

此自動書寫儀由：1、書寫平面；2、橫軸滑軌；3、縱軸滑軌；4、持筆機構；5、書寫筆；6、步進電機；7、滑塊；8、同步帶輪；9、同步傳送帶；10、控制電路組成。可通過它的工作過程來了解它的各部件的作用。首先單片機將5-10個漢字轉化成點陣碼，生成可執行的數據格式，然后直接送給插補器，在插補器中進行插補運算，產生驅動書寫儀筆架X方向和Y方向運動的進給脈沖，由驅動裝置驅動筆架在書寫平臺上作平面運動，同時還控制書寫筆的起落，在紙張上進行書寫。?

附圖說明：

圖1為自動書寫儀儀結構示意圖；?

圖1中，1、書寫平面；2、橫軸滑軌；3、縱軸滑軌；4、持筆機構；5、書寫筆；6、步進電機；7、滑塊；8、同步帶輪；9、同步傳送帶；10、控制電路。?

具體實施方式：

首先單片機將5-10個漢字轉化成點陣碼，生成可執行的數據格式，然后直接送給插補器，在插補器中進行插補運算，產生驅動書寫儀筆架X方向和Y方向運動的進給脈沖，由驅動裝置驅動筆架在書寫平臺上作平面運動，同時還控制書寫筆的起落，在紙張上進行書寫。?