[实用新型]单片机驱动式三轴匀速移动平台

说明书

技术领域

本实用新型可以使用在3D打印领域，可以使用在激光喷绘和电动切割领域，是一个基于单片机的三轴匀速移动平台。

背景技术

在3D打印领域，尤其是类似蛋糕打印的，流动的糕点喷泄下来，如果移动平台不能匀速地移动，就会形成糕点堆积；在激光喷绘领域，如果移动平台不能匀速地移动，就会造成喷绘不均匀，有的地方浓、有的地方稀。

单片机驱动二维移动平台时，斜线、圆弧的计算都涉及浮点运算，直线的运算不涉及浮点运算，在浮点运算过程中，单片机驱动X轴和Y轴移动的间隔时长，都会受到运算的影响，会造成走直线特别快、走斜线特别慢，走圆周就更慢了，这就是单片机的不均匀走步，造成这种情况的主要原因是单片机的频率低。

当然也可以选用高频率的CPU来解决上述问题，但使用高频率的CPU，其供电方式、配套芯片都会发生变化，成本也会随之上升。

由此可见设计出一种基于单片机三轴匀速移动平台是十分必要的。

发明内容

本实用新型提前将移动平台的直线运动、斜线运动、圆周运动计算成X轴、Y轴、Z轴的逐步移动指令数据，并将该指令数据存储起来。单片机在驱动移动平台运行的过程中，并不进行复杂的浮点运行，而是直接读取存储器中移动指令，从而避免了浮点运算对X轴、Y轴移动间隔时长的影响，达到了匀速移动的效果。

为实现上述目标，本实用新型设计如下：

1.单片机驱动式三轴匀速移动平台是由X轴轨道、Y轴轨道、Z轴轨道和一个控制盒构成，控制盒内有控制电路，和X轴轨道、Y轴轨道、Z轴轨道相连的有步进电机。

2.控制电路上有CPU、存储器、网络控制器、X轴驱动电路、Y轴驱动电路、Z轴驱动电路，X轴驱动电路与X轴轨道、Y轴驱动电路与Y轴轨道、Z轴驱动电路与Z轴轨道之间有导线连接。

3.CPU与存储器之间有单向的数据传输通道。

4.存储器与X轴驱动电路、Y轴驱动电路、Z轴驱动电路之间有单向的数据通道。

5.CPU与网络控制器之间有双向的数据传输通道，CPU可通过该通道向网络上的用户报告当前的运行状态，可通过该通道接收来自网络的用户指令。

6.CPU与存储器之间有单向的指令传输通道。

本实用新型的优点是：

在存储器中保存X轴、Y轴的逐步移动指令，移动平台在运行中不进行复杂的浮点运算，从而达到了匀速移动的效果。本系统可采用频率比较低的CPU，能有效地控制产品的成本。

附图说明

图1：单片机驱动式三轴匀速移动平台外观；

图2：单片机驱动式三轴匀速移动控制器。

具体实施方式

如图1所示，单片机驱动式三轴匀速移动平台是由X轴轨道101、Y轴轨道102、Z轴轨道103和一个控制盒104构成，控制盒104内有控制电路，和X轴轨道、Y轴轨道、Z轴轨道相连的有步进电机。

如图2所示，控制电路上有CPU201、存储器202、网络控制器206、X轴驱动电路203、Y轴驱动电路204、Z轴驱动电路205，X轴驱动电路203与X轴轨道101、Y轴驱动电路204与Y轴轨道102、Z轴驱动电路205与Z轴轨道103之间有导线连接。

在实际工作中，可以是没有Z轴的，Z轴也可以是一个接通和断开的开关，如蛋糕打印中，Z轴上只有一个用户倾斜糕点的开关，在数字切割中，Z轴是一个切割源的开关。

CPU与存储器之间有单向的数据传输通道。

在实际工作中，上述指令数据是一个二进制的数据流，该数据流中包含各轴的逐步移动指令。

存储器与X轴驱动电路、Y轴驱动电路、Z轴驱动电路之间有单向的数据通道。

CPU与网络控制器之间有双向的数据传输通道，CPU可通过该通道向网络上的用户报告当前的运行状态，可通过该通道接收来自网络的用户指令。

在实际工作中，移动平台的直线、斜线、圆弧移动指令、移动偏移量，都是通过网络控制器与CPU之间双向的数据传输通道传递给CPU的。

CPU与存储器之间有单向的指令传输通道。

实际工作中，控制电路上还有指示灯电路，用以指示移动平台的工作状态。

实际工作中，X轴轨道101、Y轴轨道102、Z轴轨道103上还有移动物体位置感应器件，以免轨道移动物体撞击轨道两端。

实际工作中，网络控制器可以是wifi的网络控制器，也可以是以太网控制器。

本实用新型的优点是：

在存储器中保存X轴、Y轴的逐步移动指令，移动平台在运行中不进行复杂的浮点运算，从而达到了匀速移动的效果。本系统可采用频率比较低的CPU，能有效地控制产品的成本。