[实用新型]自动书写仪

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种简易自动书写装置。通过控制步进电机的精确运动，使固定在移动滑块上的笔能在书写平面上写出相应的文字。 

背景技术：

自动书写仪可以看成是利用步进电机实现平面定位的计算机控制系统。借助X轴，Y轴可平行移动的龙门机械结构以步进电机为主要动力，使固定在移动滑块上的笔能在书写板上写出相应的文字。 

发明内容：

该书写仪的结构类似于在机床行业中的动柱式龙门机床，利用步进电机实现平面定位的控制系统。它的功能是通过控制步进电机的精确运动，使固定在移动滑块上的笔能在书写平面上写出相应的文字。它的特点是采用龙门结构的横轴，平移结构的纵轴，由步进电机同步带传动机构和持笔机。自动书写仪由书写平台、持笔机构、步进电机控制模块、传感器模块、系统控制器模块组成。 

自动书写仪，其特征在于由书写平台，传动机构，持笔机构，传感器模块，系统控制器模块组成，其书写平台采用一块底板，龙门结构的横轴滑轨与纵轴滑轨，同步传送带结构和步进电机，持笔机将笔夹固定在滑道的下端，滑道垂直于书写平面固定在横轴导轨的滑块上，传感器使用光电传感器。 

本实用新型有如下优点：该书写仪利用步进电机实现平面定位的计算机控制系统，操作简单，控制方便。借助X轴，Y轴可平行移动的龙门机械结构，类似于在机床行业中的动柱式龙门机床，龙门结构是数控机床中最常用的一种机械结构，其特点是结构简单、易实现高速运动。以步进电机为主要动力，步进电动机的动态响应快，易于启停、正反转及变速，速度可在相当宽的范围内平稳调整，步进电机没有积累误差，一般步进电动机的精度为实际步距角的3-5％，且不累积。 

自动书写仪的书写平台用于承载能够横纵轴方向的书写笔移动载体，包括传动结构，书写区域，电机的固定架等。在规格为430mm×330mm的底板上，将书写仪的几个重要的机械部分合理的分布在底板上，使书写仪成为一个整体。滑轨是基于直线导轨所构成的平移结构，了保证横纵轴结构在平移的动作过程中，尽可能少的受到动摩擦力的影响，横轴与纵轴的平移结构的运动轨道采用MISUMI标准的直线导轨、滑块组。本设计将纵轴设定为龙门的底轴，由于龙门结构有一定的重量，为了保证整个结构的移动的平滑性与准确性，因此纵轴放置两个导轨，导轨上的滑块与龙门立柱固定，支撑龙门结构。在龙门的横梁上固定书写仪的横轴导轨，书写笔的持笔机构则固定在横轴导轨的滑块上，直线导轨用于直线往复运动，另采用同步传送带当做传动机构，同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。由于该书写仪涉及到书写笔在书写平面上的定位，而且要准确，鉴于步进电动机没有积累误差，步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比，因此采用步 进电机驱动书写仪平移结构。该驱动电路选用了常州双杰公司的SJ-2H042MA型驱动器，用来驱动二相混合式步进电机，实现高频斩波，恒流驱动。书写仪的书写笔在横纵轴方向移动的同时，需要限定横轴导轨上滑块的活动范围，采用传感器使书写笔在坐标上复位，光电传感器体积小、寿命长、精度高、响应速度快、不需要直接接触金属器件以及抗光、电、磁干扰能力强，因此选用了对射式红外光电传感器，又称槽型光耦，型号为EE-SJ3。 

此自动书写仪由：1、书写平面；2、横轴滑轨；3、纵轴滑轨；4、持笔机构；5、书写笔；6、步进电机；7、滑块；8、同步带轮；9、同步传送带；10、控制电路组成。可通过它的工作过程来了解它的各部件的作用。首先单片机将5-10个汉字转化成点阵码，生成可执行的数据格式，然后直接送给插补器，在插补器中进行插补运算，产生驱动书写仪笔架X方向和Y方向运动的进给脉冲，由驱动装置驱动笔架在书写平台上作平面运动，同时还控制书写笔的起落，在纸张上进行书写。 

附图说明：

图1为自动书写仪仪结构示意图； 

图1中，1、书写平面；2、横轴滑轨；3、纵轴滑轨；4、持笔机构；5、书写笔；6、步进电机；7、滑块；8、同步带轮；9、同步传送带；10、控制电路。 

具体实施方式：

首先单片机将5-10个汉字转化成点阵码，生成可执行的数据格式，然后直接送给插补器，在插补器中进行插补运算，产生驱动书写仪笔架X方向和Y方向运动的进给脉冲，由驱动装置驱动笔架在书写平台上作平面运动，同时还控制书写笔的起落，在纸张上进行书写。