Графопостроитель
1х
rs<>s G 06 К 15/22
:1 1
Ei I:::ЕНИЯ
СТВУ личеv, M,:
2-93, таам ации оздатрукк в динаарой ель 2, ишущий узел (ПУ) 7 и шаговый электродвигатель
8 с насаженным на нем приводным роликом (ПР) 9. К Р1 крепятся кронштейчы (К) 10 и 11 с ходовыми роликами (ХР) 15 и 16, Ось ПР 9 проходит в плоскости движения (ПД) ПУ 7.
Для P f I/{ lв прямоугольных координатах оси вращения (OB) XP 15 и 16 устанавливаются параллельно к ОВ ПР 9, а для РГИ в полярных координатах ОВ XP 15 и 16 располагаются по касательной к окружности с центром, лежащим на продолжении ОВ ПР
9 и на равном расстоянии от центров вращения ХР 15 и 16 и ПР Г При этом ПР 9 перемещает ГП по оси Х, а Я 6 — ПУ 7 по оси
Y для РГИ в прямоугольных координатах и соответственно р И р для РГИ в полярных координатах. В ка естве источника информации для управления процессом РГИ
ГП целесообразно применять персональные компьютеры, 2 3.п. ф-лы, 4 ил, 1837337
Изобретение относится к вычислитель ной технике, в частности к устройствам регистрации графической информации, и может быть использовано в проектно-конструкторских подразделениях, учебных заведениях, s том числе. в школьных компьютерных классах.
Целью изобретения является создание переносного графопостроителя упрощенной конструкции с возможностью регистрации графической информации как в прямоугольных координатах, так и в полярных, На фиг.1 изображен графопостроитель. общий вид; на фиг,2 — вид А на фиг,1; на фиг.3 — схема настройки графопостроителя для регистрации в прямоугольных координатах; на фиг.4 — схема настройки графопостроителя для регистрации чертежной информации в полярных координатах.
Конструктивно графопостроитель состоит из рамки 1, к которой закреплен индуктор 2 линейного электродвигателя и направляющих 3, размещенных справа и слева в рамке 1. По ним с помощью направляющих роликов 4 перемещается подвижная каретка 5 с якорем 6 линейного электродвигателя, при этом якорь 6 является частью корпуса каретки 5, К якорю 6 крепится пишущий узел 7, В рамке 1 закреплен своим фланцем шаговый электродвигатель
8, на валу которого насажен приводной ролик 9. ось которого установлена в плоскости движения пишущего элемента 7. По бокам рамки I закреплены кронштейны 10 и 11, на их концах заделаны вилки 12 и 13, в которых находятся вкладыши 14 со свободно вращающимися на их осях ходовыми роликами 15 и 16, диаметры которых равны диаметру приводного ролика 9. Ходовые ролики 15 и
16 могут занимать два положения;! — параллельно оси вращения приводного ролика 9;
II — по касатсльной к окружности с центром, лежащим на продолжении оси вращения приводного ролика 9 (см.фиг.2} и фиксироваться точными по диаметру болтами 17 и
18. При этом болт 17 является осью, вокруг которой поворачивается вкладыш 14 и в нужном положении фиксируется болтом 18.
В полс»кении II ходовые ролики 15 и 16 установлены так, что их оси вращения параллельны оси вращения приводного ролика 9 (см.фиг.З). При этом поло>кении графопостроитель может осуществлять движение в направлении, перпендикулярном к плоскости движения пишущего узла 7, В положенииЛ т ходовые ролики 15 и 16 установлены так, что их плоскости расположены по касательной к окружности радиуса R, с центром в точке
О. Радиус R равен расстояни1о от центра 0
x=x(z); у = у (t). (2)
Поступающие от программно-вычислительного устройства цифровые коды, соответствующие значениям текущих координат
Х и Y при задании функции в виде (1), через блоки управления преоб разуются в соответствующие команды в виде электрических сигналов, которыми управляются шаговый и линейный электродвигатели (п рограммновычи лительное устройство и блоки управления на чертежах не показаны), до плоскости приводного ролика 9, а центр
О находится в плоскости движения пишущего узла 7 (см,фиг.4). При этом положении ходовых роликов 15 и 16 графопостроитель
5 может осуществлять поворот вокруг центра
О. На приводном ролике 9 нанесена риска
19, которая совпадает с началом шага шагового электродвигателя 8. На рамке 1 нанесена миллиметровая шкала (на чертеже не
10 показана), а на пишущем элементе 7 закреплен визир 20 для отсчета положения пишу-. щего элемента 7. При этом ноль шкалы находится в точке 0 (см.фиг.3 и фиг.4) и отсчет ведется в обе стороны от ноля, Для переноски и установки графопостроителя на рамке 1 выполнены ручки 21.
Конструкция графопостроителя предусматривает два вида настроек (см.фиг.3 и фиг.4),с помощью которых можно выполнять
20 соответствующие виды работ.
Однако, общим для всех видов работ является то, что регистрация графической информации происходит как за счет перемещения всего графопостроителя, так и дви25 >кения пишущего узла 7 внутри графопос-роителя. При этом перемещение графопостроителя осуществляется путем вращения приводного ролика 9 от шагового электродвигателя 8, а движение пишущего
30 элемента 7 осуществляется за счет перемещения якоря 6 с кареткой 5 вдоль индуктора
2 линейного электродвигателя. В итоге, пишущий элемент 7 совершает движение по двум координатам, которые могут быть как
35 прямоугольными (см.фиг.3), так и полярными (см.фиг.4).
При наладке графопостроителя по схеме, показанной на фиг.3, приводной ролик 9 совместно с ходовыми роликами 15 и 16
40 осуществляют перемещения графопостроителя вдоль оси Х, пишущий элемент 7 перемещается, с помощью якоря 6 линейного электродвигателя вдоль оси Y. Это дает возможность получать графическую информа45 цию в прямоугольных координатах, заданную в виде функции у = f (x) (1) или в параметрической форме задания функции
|83. :!" 7!
Шаговый алек)радвигатель 8 отрабатывает команды, соответству|ощие BIIB IQIIltfll,, Х, вращая приводной ролик 9, перемещае) гр фопостроитель на величину Х. При э:ам с бл|адение направления дви>кения Грдфо 5 и строителя вдоль координаты Х обесп . !!!в ется совместной работой приваднага р лика 9 с ходовыми роликами 15 v, I 5, Линейный электродвигатель отрабатывает команды, соответству|а|цие знз iol! IÄ«i 1;)
У, перемещает совместно с якорем 6 пи!!ущ)й элемент 7 на величину У.
Б результате происходи-Г регистрдцил гр фической информации,заданной фуflÄц ей в виде(1), При задании функции в виде l5 (2 цифровые коды соответствуют з!!у) ««|ия текущих координат в виде х=х(() и у=у(().
Далее работа электродвигателя Bll;!!1сru на предыдущему случз:О. При этом ïpî- 20 и ходит регистрацил графи вской и формации функции, заданной в пдрамегр ческой форме (2).
В качестве программна-вычислительнь х устройств длл управления работой гра- 25 ф построителя в процессе регистрации гр фическай информации использу|атсл пе сональные компьютеры, ВЕЛИЧИНа ПЕРЕМЕЩЕНИЛ 8х ГРДфolloCTро 1тел1! по оси Х при повороте шагового 30 эл ктродвигателл 8!ia один шаг зависит от ди метра 0 приводного ролика 9 и уп!д пава ота Q механического шага электрсдвига еля и равна:
Sx = — (мм) .тг Оа
Р)
35 или Sii =- 0,00873 (? а (мм). (4)
Работа графопостроителя мс;жет осущест ллться на любой ровной гориза||тдлы|ой по ерхности, в том числе нз ровной без 40 де )ормзции чертежной доске, устднавленно)горизонтально.
| В случае, если графическая информация до )жна быть привязана к коардиндгны|1 осям чертежа, необходимо приводной ра- 45 ли 9 установить так, чтобы риска 17 былд в ! ни нем вертикальна!1 положении, а пишущий узел 7 устанавлива|ат !!а величин) Y при Х=О по шкале нд рамке 1 и визиру 18.
За ем графопостроитель устднавлиt)a!0T 50 та, чтобы ось пишущего узла 7 савпалд с то кой Y при Х=О, д риска 17 нз приводном ро ике 9 совпала с Осью Х нз чертем<е. Далее вк ючают в работу персональный компыоте, блоки управления электродвигателями 55 и с ми электрадви|-атели, в результата чего гр фопостроитель и пишущий элемент 7 ндчи BIÎT соответствующим образом перем»щаться по рабочей плоскости и,", |! li: | !) |I/) Yt0T 3aBaI I tI) ю Г f)a(j)11 (эс Ку|а
r, ;.? P i l! и i(?
Длл нд/)ема ой раба)ы графапастраител,! i" !. лс .",>1! 10 абесп е- |1|т! Г! ри 0 Га Дви f(P. ни и у!0 Гд! 0:||- Ое сцеплен!|е ll?!1ВОДИОГО ролика 9 l! ходовых p:iликав l5 11 1!) с бума|ай. Дл эта,(? па Ободку роликов наГ!есена мелка"-, се. Iaтдл НВКВТКВ, а скорость вращен |я п!?ивад!1, га ролика 9 устанзвливзют с у"е|с)!л искл чеilfl!1 проскальзывания его от, :, И |! Д М i " "С К | 1 Х Н Д Г Р 7 3 0 К Г! Р И I l )C K P И О С ТЭпавке грдфсн|астраи Геля, Пси ндлэ;.р;а грдфопастраи)|-..лл flo схе|1е,:-:..i;дз. .;i:,0.", »д |г. |. кзк утке была сказа .o,,lpfiao:tf oé ролик 9 совместно с ход,:|ы|л,l Ра.|икд| «15 и 16 асуществля ат вращение графопостроителя вокруг центра
О. "- iа дает возможность получать графическу,.) инфармдци|а B полярных координатах, заданную в виде функции (5) ! " ; Г)(1 сл)учае полюса|и поля()ных кОор
ДинаT "ì .fl Ißет сл точка О, приводной Г)алик 9, ьрдв,дл ь, поворачивает Графопостроитель ! ia у|ол /, B п||шуьций узел 7 перемещается нд ве.;"ll»iу /? . Управление раба? Ой графопостроителя асущ cTB!lëåTñÿ аналогично работе |рзфапастроителл при наладке по схе;|е фиг.3 с той разницей, что вместо значений текущих координат Х и Y при леняются соответственно значения координат (/? И /3
Величина угла поворота (/t. графопастрэителя при повороте шагового электродви::дтеля 8 нз адин шаг (угол а) равна: 1:? у / - --;;(- (pa/;) {G) />.; =-3,00873 " (рзд) . (7)
Зта в|-,!текает !1 того, что, кзк известно, угол ь рддианах измеряется отношением дли||ы д,ги, на которую этот угол опирается к дл |не радиуса этой окружности.
В Дяннам случае длина дуги радиуса R угла павара-з графопостроителя при повороте «;а;-Овага электродвигателя 8 на один шдг {)уг(?Г! t() равна Sx (см. формулы 3 и 4), т.к., а BTó вели |ину прокатигся приводной ролик 9 i:о (? f;ружности радиуса R. Б случае
I!еабходи|лcñ-и привязки графопостроителя к полл р>!!.1:" координатам чертежа, привязка п ра,;aao;;iiTсл знало| и |||о предыдущему
cлу :.а::-.; с Tol разницей, что RLtit?óùèé узел 7
)ст,. ;|а вл.:dдетсл нд величину /у при (/? ==О и
00! !в|«ДЕ СМ и уз |Е С|ТЕ>ка С Э 1 ай ГОЧ Кой На а(си /? . э-,ай >ке полярной гсью савмсщасп >-:,,;,скд 17 |д приводном ролике 9 при
i l |1;К l 0 !.1 В .".!? Т 1 К Д." Ь! 1 0 I 1 I . 0 Л 0 Ж E. t И !1 Р И С Е и, 1837337
Предлагаемый графопостроитель, по сравнению с прототипом, конструктивно и кинематически более прост, имеет вместо четырех электродвигателей только два, Кроме того, графопостроитель является переносным,в связи с чем не требуется стационарного стола-планшета и может быть использован для работы нэ обычной чертежной доске. И, наконец, графопостроитель является многофункциональным прибором, который может регистрировать графическую информацию как в прямоугольных, так и в полярных координатах.
Формула изобретения
1. Графопостроитель, содержащий каретку с пишущим узлом, установленную на направляющих с возможностью перемещения шаговым электродвигателем, выполненным линейным, якорем которого является часть корпуса каретки, ходовые элементы и второй шаговый электродвигатель,отличающийся тем,что,c целью расширения области применения графопостроителя путем обеспечения возможности регистрации графической информации как в прямоугольных координатах, так и в полярных, ходовые злементы содержат три ролика, один из которых является приводным и насажен íà san второго шагового электродвигателя, закрепленного на рамке, э два
5 других ролика являются ходовыми и установлены с возмо>кностью свободното вращения на осях и их перестановки на кронштейнах, закрепленных по бокам рамки, причем индуктор линейного шагового
10 двигателя и направляющие закреплены в рамке, а ось приводного ролика расположена в плоскости движения пишущего узла.
2. Графопостроитель llo п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью регистрации
15 графической информации в прямоугольных координатах, оси вращения ходовых роликов расположены параллельно оси вращения приводного ролика.
3. Графопостроитель по п.1, отл и ч а ю20 шийся тем, что, с целью регистрации графической информации в полярных координатах, плоскости ходовых и приводного роликвв расположены по касательной к ок-: ружности с центром, лежащим на продолже25 нии оси вращения приводного ролика и на равном расстоянии от центров вращения ходовых и приводного роликов.
1837337
6Х Т8 17 юг.k
Ре актор С. Кулакова
Составитель Е. Поляк
Техред M.Ìoðãåíòàë . Корректор А. Козориз
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2868 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
