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自愿圆规的修制方式

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  【专利摘要】本实用新型公开了自动圆规,该自动圆规包括圆规主体、齿轮传动结构、机械手臂结构、输入键盘结构和步进电机,圆规主体包括主体杆和圆锥,主体杆顶端安装有旋转圆盘;机械手臂结构包括主摇杆和次摇杆,次摇杆与主摇杆连接,主摇杆固定有笔杆;齿轮传动结构包括齿轮组、减速马达和角度编码器,齿轮组包括中心固定齿轮、主动齿轮和从动齿轮,主动齿轮两侧分别与中心固定齿轮和从动齿轮啮合,主动齿轮由减速马达带动旋转,从动齿轮的轴端与角度编码器连接;步进电机与丝杆连接。本实用新型的自动圆规实现全自动作图,响应速度快;圆规机构简单,控制方便;增加作图的精密度;增加作图的广泛性,可用粉笔、铅笔、圆珠笔等。

  [0001]本实用新型涉及一种圆规,尤其涉及一种能够实现自动作图的圆规。

  [0002]目前,常见的圆规是用两杆相连组成一铰链,铰链张开用直尺测出半径,画出相应的圆或者圆弧,但在测量的过程中会出现测量误差,在画图时也会出现人为误差,比如圆心不稳导致移动。通过检索发现现有自动圆规采用的是微型马达和直流电源,通过一对啮合齿轮带动圆规轴转动,进而带动可调节其臂长短的槽式臂旋转画圆。这种圆规占用的空间比较大,画圆的较小半径有一定的限制,功能单一。因此,需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。

  [0003]为解决上述问题,本实用新型提供一种可以自动画圆或圆弧的自动圆规。该圆规具有结构紧凑、使用方便、平稳安全、成本低廉等特点。

  [0005]自动圆规,该自动圆规包括圆规主体、齿轮传动结构、机械手臂结构、输入键盘结构和步进电机,所述圆规主体、齿轮传动结构、输入键盘结构和步进电机均设置于固定平台上,所述圆规主体包括主体杆和设于主体杆下端的圆锥,所述主体杆顶端安装有旋转圆盘;所述机械手臂结构包括主摇杆和次摇杆,所述次摇杆一端与旋转圆盘铰接,所述次摇杆另一端与主摇杆一端连接,所述主摇杆另一端固定有笔杆;所述齿轮传动结构包括齿轮组、减速马达和角度编码器,所述齿轮组包括中心固定齿轮、主动齿轮和从动齿轮,所述中心固定齿轮套于主体杆上,所述主动齿轮两侧分别与中心固定齿轮和从动齿轮啮合,所述主动齿轮由减速马达带动旋转,所述从动齿轮的轴端与角度编码器连接;所述步进电机与丝杆连接。

  [0006]所述输入键盘结构包括显示屏、键盘、控制器、电路板和电池,所述电路板上的电池为控制器供电,所述控制器控制键盘和显示屏。

  [0007]工作原理:画圆或者圆弧,打开开关,在键盘上输入所需圆弧的半径和角度以及圆规旋转方向,按下确定键,步进电机推动机械臂伸长至所输入的半径,当步进电机停止运作后,单片机延迟8秒,操作人员将机械手臂上的笔放下至与直面刚好接触并旋紧笔,延迟时间过后,减速马达开始旋转带动齿轮组运转,齿轮传动结构带动机械手臂旋转至所输入角度后停止,至此画圆工作结束,操作人员在单片机延迟的8秒内将机械手臂上的笔收起至离开直面并旋紧,过了延迟时间后,步进电机将机械手臂收回。关闭开关,至此自动圆规工作结束。

  [0008]本实用新型的有益效果:本实用新型的自动圆规实现全自动作图,响应速度快;圆规机构简单,控制方便、性价比高、材料轻便、材料容易购买;增加作图的精密度;增加作图的广泛性,可用粉笔、铅笔、圆珠笔等。

  [0013]其中:1.显示屏,2.固定平台,3.齿轮组,31、中心固定齿轮,32、主动齿轮,33、从动齿轮,4.角度编码器,5.减速马达,6.圆锥,7.主体杆,8.机械手臂,81、次摇杆,82、主摇杆,9.笔杆,10丝杆,11.旋转圆盘,12.步进电机,13.主动齿轮,14.从动齿轮,15.键盘,16.控制器,17.电路板,18.电池。

  [0014]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。以下实施例仅用于说明本实用新型,不用来限制本实用新型的保护范围。

  [0015]如图1至4所示,本实用新型的自动圆规,该自动圆规包括圆规主体、齿轮传动结构、机械手臂结构、输入键盘结构和步进电机12,圆规主体、齿轮传动结构、输入键盘结构和步进电机12均设置于固定平台2上,圆规主体包括主体杆7和设于主体杆7下端的圆锥6,主体杆7顶端安装有旋转圆盘11 ;机械手臂结构包括主摇杆82和次摇杆81,次摇杆81 —端与旋转圆盘11铰接,次摇杆81另一端与主摇杆82 —端连接,主摇杆82另一端固定有笔杆9 ;齿轮传动结构包括齿轮组3、减速马达5和角度编码器4,齿轮组3包括中心固定齿轮31、主动齿轮32和从动齿轮33,中心固定齿轮31套于主体杆7上,主动齿轮32两侧分别与中心固定齿轮31和从动齿轮33啮合,主动齿轮32由减速马达5带动旋转,从动齿轮33的轴端与角度编码器4连接;步进电机12与丝杆10连接。

  [0016]上述输入键盘结构包括显示屏1、键盘15、控制器16、电路板17和电池18,电路板17上的电池18为控制器16供电,控制器16控制键盘15和显示屏I。

  [0017]在键盘15输入所需圆弧的半径和角度以及圆规旋转方向,按下确定键,步进电机12开始伸长至所输入的半径,当步进电机12停止运作时,操作人员在单片机延迟的8秒内将机械手臂上的笔杆9放下至与直面刚好接触并旋紧笔,过了延迟时间后,减速马达5开始旋转带动齿轮组3运转,齿轮组3带动机械手臂旋转至所输入角度后,角度编码器4通过收集到的数据反馈到单片机(控制器16)内,单片机控制减速马达5停止,操作人员在单片机延迟的8秒内将机械手臂上的笔收起至离开直面并旋紧,过了延迟时间后,步进电机12将机械手臂收回,至此自动圆规工作结束。

  [0018]该自动圆规包括圆规主体、齿轮传动结构、机械手臂结构、输入键盘结构和步进电机。采用独特的机械手臂来控制画圆笔的姿态,控制简单有效,由于丝杆及齿轮传动效率高,所以整个系统可以非常及时地做出响应,从而实现自动画圆,安全可靠。

  [0019]本实用新型的自动圆规实现全自动作图,响应速度快;圆规机构简单,控制方便、性价比高、材料轻便、材料容易购买;增加作图的精密度;增加作图的广泛性,可用粉笔、铅笔、圆珠笔等。

  1.自动圆规,其特征在于:该自动圆规包括圆规主体、齿轮传动结构、机械手臂结构、输入键盘结构和步进电机,所述圆规主体、齿轮传动结构、输入键盘结构和步进电机均设置于固定平台上,所述圆规主体包括主体杆和设于主体杆下端的圆锥,所述主体杆顶端安装有旋转圆盘;所述机械手臂结构包括主摇杆和次摇杆,所述次摇杆一端与旋转圆盘铰接,所述次摇杆另一端与主摇杆一端连接,所述主摇杆另一端固定有笔杆;所述齿轮传动结构包括齿轮组、减速马达和角度编码器,所述齿轮组包括中心固定齿轮、主动齿轮和从动齿轮,所述中心固定齿轮套于主体杆上,所述主动齿轮两侧分别与中心固定齿轮和从动齿轮啮合,所述主动齿轮由减速马达带动旋转,所述从动齿轮的轴端与角度编码器连接;所述步进电机与丝杆连接。

  2.根据权利要求1所述的自动圆规,其特征在于:所述输入键盘结构包括显示屏、键盘、控制器、电路板和电池,所述电路板上的电池为控制器供电,所述控制器控制键盘和显示屏。

  【发明者】初长宝, 贾兴建, 陈国强, 陈泉, 蔡山星, 龙耀斌, 刘金洋, 钟志强, 江民尚, 汤陆剑, 刘馨悦, 陈铭 申请人:南昌工程学院

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