专利名称：电脑数控书法学习机的机体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用来帮助人们进行书法练习的电脑数控平板式刻绘机械的机体。
背景技术：
目前，公知的书法学习方式一直以来都是延用读帖、临摹、描红、模板的方法，这些方法由于是依靠眼睛观察理解与手的动作协调来进行学习的，所以会受不同人的思维理解能力及自身动作协调性差异的影响，难以正确掌握字的结构及笔画书写规律。从来没有利用机械来带动人手进行书写运动，以帮助人们练习书法的机械。而且，公知的数控平板绘图仪在设计上没有换行进纸机构，这样，在绘图仪上的绘图笔只能够在机械绘图平台固定的平板面积内绘图，这不适应人们在书写过程中的文字换行时需要把纸同步向前推进，以方便手的摆放这一书写习惯。并且，一般平板绘图机械是用同步带或者直线电机直接带动绘图笔二维运动滑动架进行运动的，这种运动机构当受到一定的反向力矩作用时就会失步。同时，绘图仪上的绘图笔是固定角度不动的，这不符合人们用笔写字时，笔尖在进行纵向滑动时，其笔杆也需要进行一定的角度旋转的书写习惯。
发明内容
为了利用机械来带动人手进行书写运动，以达到练习书法的目的，克服现有的数控平板绘图仪器没有换行进纸机构，其传动机构在受到一定的反向力矩作用时会失步的不足，并且使笔尖在进行纵向滑动时，能够使笔杆也进行一定的角度旋转，本发明提供了一种电脑数控书法学习机的机体，包括工作台板、左机架、右机架，其技术关键在于在所述的工作台板上设有纵向进纸机构、由横向滑台运动机构与纵向滑台运动机构和竖向滑台运动机构所组成的三维数控运动平台、在竖向移动滑台与纵向滑台运动机构上装有刀笔架纵向滑动旋转运动机构。本实用新型能够根据电脑输出的数据信号由数控系统驱动三维数控运动平台和刀笔架纵向滑动旋转运动机构上的刀笔架，使其带动笔杆进行横向、纵向、抬落笔和滑动旋转书写运动，并且数控系统能够驱动纵向进纸机构按照电脑输出的行间距数据信号，带动纸张纵向行走一个段落的行间距距离，以分段绘写的方式来完成整个页面上的文字输出。
其技术方案是一种电脑数控书法学习机的机体，包括工作台板、左机架、右机架，其特征在于所述的工作台板上设有纵向进纸机构、由横向滑台运动机构与纵向滑台运动机构和竖向滑台运动机构所组成的三维数控运动平台、在竖向移动滑台与纵向滑台运动机构上装有刀笔架纵向滑动旋转运动机构。
所述的横向滑台运动机构由横向圆柱导轨、电机座、步进电机、同步轮、同步带、传动丝杠、丝杠螺母、横向移动滑台所构成，两根横向圆柱导轨的两端分别安装固定在左机架和右机架上，步进电机安装在与工作台板相连的电机座上，步进电机输出轴依同步轮与同步带的一端相连接，同步带另一端依同步轮与传动丝杠相连接，传动丝杠依丝杠螺母与横向移动滑台相连接，传动丝杠的两端分别安装固定在左机架和右机架上，横向移动滑台在横方向设有两个导向支撑圆孔与横向圆柱导轨相配，并由安装在左、右机架上的两根横向圆柱导轨支承并导向。
所述的纵向滑台运动机构由纵向固定机架、纵向圆柱导轨、电机座、步进电机、同步轮、同步带、传动丝杠、丝杠螺母、纵向移动滑台所构成，两根纵向圆柱导轨安装固定在纵向固定机架上，纵向移动滑台两端在纵方向各设有两个导向支撑圆孔与纵向圆柱导轨相配，并由安装在纵向固定机架上的纵向圆柱导轨支承并导向，步进电机与安装在横向移动滑台上的电机座相连接，步进电机输出轴依同步轮与同步带的一端相连接，同步带的另一端依同步轮与传动丝杠相连接，传动丝杠依丝杠螺母与纵向移动滑台相连接，传动丝杠两端安装在纵向固定机架上。
竖向滑台运动机构由竖向固定机架、竖向圆柱导轨、牵引电磁铁外机身、牵引电磁铁内铁心、弹簧、竖向移动滑台所构成；两根竖向圆柱导轨分别安装固定在竖向固定机架上，竖向移动滑台在竖方向设有两个导向圆孔与两根竖向圆柱导轨相配，并由安装在竖向固定机架上的两根竖向圆柱导轨导向，竖向移动滑台与纵向固定机架之间安装有弹簧，牵引电磁铁内铁心安装固定在竖向固定机架上，牵引电磁铁外机身与竖向移动滑台固定连接；刀笔架可与绘图笔或刻刀相连。
所述的三维数控运动平台由横向滑台运动机构、纵向滑台运动机构、竖向滑台运动机构所组成，竖向滑台运动机构依竖向固定机架安装固定在纵向移动滑台上，纵向滑台运动机构依纵向固定机架安装固定在横向移动滑台上，依此组成三维数控运动平台。
所述的刀笔架纵向滑动旋转运动机构由同步轮、同步带、传动丝杠、丝杠螺母、推杆、推杆连接块、定位轴、定位滑轮、定位滑槽、竖向滑槽、盖板、刀笔架所构成；步进电机输出轴固定同步轮，另一同步轮固定在传动丝杠的一端，两同步轮之间由同步带连接；传动丝杠依丝杠螺母与推杆连接块相连接，传动丝杠两端安装在纵向固定机架上；纵向固定机架两端在纵方向各设有一个导向支撑圆孔与推杆相配，推杆由纵向固定机架上的这两个导向支撑圆孔支承并导向并且与推杆连接块相连接；在刀笔架上安装有二根定位轴，在二根定位轴的一端各安装有一个定位滑轮分别与竖向移动滑台上设置的二个定位滑槽相配，其中一根定位轴的另一端安装有一个定位滑轮与推杆上的竖向滑槽相配；盖板与竖向移动滑台相固接。
所述的纵向进纸机构由电机座、步进电机、同步轮、同步带、滚动轴、轴辊左支架、轴辊右支架、压纸辊所构成，电机座安装固定在工作台板上，步进电机安装在电机座上，步进电机输出轴依同步轮与同步带的一端相连接，同步带另一端依同步轮与滚动轴相连接，滚动轴的两端分别安装在轴辊左支架和轴辊右支架上，轴辊左支架和轴辊右支架分别安装固定在工作台板上的左右两端，压纸辊的两端分别安装在轴辊左支架和轴辊右支架上。
本实用新型的技术效果是本实用新型是用电脑数控系统来控制所说的三维数控运动平台和刀笔架纵向滑动旋转运动机构上的刀笔架，使其带动笔杆进行横向、纵向、抬落笔和滑动旋转书写运动，这样笔杆的运动方式更符合人们的运笔习惯。由于本实用新型是采用丝杠传动的机械结构来带动横向滑台运动机构和纵向滑台运动机构进行运动的，这种运动机构能够承受较大的反向力矩，以克服人手的反作用力，人们用手握住机械上的笔杆，它就能够带动人手进行强制性的运笔练习。本实用新型能够使人们从动作感觉上理解字的笔画运行规律与结构特点，并依靠机械的强制性力量地纠正人们不够完美的书写习惯，从而提高了书法练习的有效性。本实用新型上的刀笔架也可以与刻刀相连，用它可以进行小幅面文字或图案刻绘。
图1是本实用新型的立面局剖结构示意图。
图2是本实用新型的刀笔架纵向滑动旋转运动机构装置关系示意图。
图3是本实用新型的刀笔架、定位轴及定位滑轮组件的主视、俯视、左视图。
具体实施方式
实施例参见图1、图2和图3所示一种电脑数控书法学习机的机体，包括工作台板23、左机架36、右机架2，其特征是所述的工作台板23上设有纵向进纸机构、由横向滑台运动机构与纵向滑台运动机构和竖向滑台运动机构所组成的三维数控运动平台、在竖向移动滑台10与纵向滑台运动机构上装有刀笔架纵向滑动旋转运动机构。
所述的纵向进纸机构由电机座29、步进电机30、同步轮25、28、同步带27、滚动轴26、轴辊左支架24、轴辊右支架15、压纸辊16所构成，电机座29安装固定在工作台板23上，步进电机30安装在电机座29上，步进电机30输出轴固定同步轮28，另一同步轮25固定在滚动轴26的一端，两同步轮28、25之间由同步带27连接，滚动轴26的两端分别安装在轴辊左支架24和轴辊右支架15上，轴辊左支架24和轴辊右支架15分别安装固定在工作台板23的左右两端，压纸辊16的两端分别安装在轴辊左支架24和轴辊右支架15上。
所述的横向滑台运动机构由横向圆柱导轨37、20、电机座34、步进电机35、同步轮33、31、同步带32、传动丝杠22、丝杠螺母21、横向移动滑台18所构成；两根横向圆柱导轨37、20两端分别安装固定在左机架36和右机架2上，步进电机35安装在与工作台板23相连的电机座34上，步进电机35输出轴固定同步轮33，另一同步轮31固定在传动丝杠22的一端，两同步轮33、31之间由同步带32连接；传动丝杠22依丝杠螺母21与横向移动滑台18相连接，传动丝杠22的两端分别安装固定在左机架36和右机架2上；横向移动滑台18在横方向设有两个导向支撑圆孔与横向圆柱导轨37、20相配，并由安装在左机架36、右机架2上的两根横向圆柱导轨37、20支承并导向。
所述的纵向滑台运动机构由纵向固定机架44、纵向圆柱导轨47、1、电机座38、步进电机39、同步轮41、45、同步带42、传动丝杠46、丝杠螺母19、纵向移动滑台17所构成；两根纵向圆柱导轨47、1安装固定在纵向固定机架44上，纵向移动滑台17两端在纵方向各设有两个导向支撑圆孔与纵向圆柱导轨47、1相配，并由安装在纵向固定机架44上的纵向圆柱导轨47、1支承并导向，步进电机39与安装在横向移动滑台18上的电机座38相连接；步进电机39输出轴固定同步轮41，另一同步轮45固定在传动丝杠46的一端；两同步轮41、45之间由同步带42连接；传动丝杠46依丝杠螺母19与纵向移动滑台17连接，传动丝杠46两端安装在纵向固定机架44上。
所述的竖向滑台运动机构由竖向固定机架4、竖向圆柱导轨5、8、牵引电磁铁外机身6、牵引电磁铁内铁心7、弹簧3、9、竖向移动滑台10所构成；两根竖向圆柱导轨5、8分别安装固定在竖向固定机架4上，竖向移动滑台10在竖方向设有两个导向圆孔与两根竖向圆柱导轨5、8相配，并由安装在竖向固定机架4上的两根竖向圆柱导轨5、8导向，竖向移动滑台10与纵向固定机架4之间安装有弹簧3、9，牵引电磁铁内铁心7安装固定在竖向固定机架4上，牵引电磁铁外机身6与竖向移动滑台10固定连接。
所述的三维数控运动平台由横向滑台运动机构、纵向滑台运动机构、竖向滑台运动机构所构成；竖向滑台运动机构依竖向固定机架4安装固定在纵向移动滑台17上，纵向滑台运动机构依纵向固定机架44安装固定在横向移动滑台18上。
所述的刀笔架纵向滑动旋转运动机构由同步轮40、48、同步带43、传动丝杠50、丝杠螺母59、推杆14、推杆连接块49、定位轴57、58、定位滑轮54、55、56、定位滑槽51、52、竖向滑槽53、盖板13、刀笔架12所构成；步进电机39输出轴固定同步轮40，另一同步轮48固定在传动丝杠50的一端，两同步轮40、48之间由同步带43连接；传动丝杠50依丝杠螺母59与推杆连接块49相连接，传动丝杠50两端安装在纵向固定机架44上；纵向固定机架44两端在纵方向各设有一个导向支撑圆孔与推杆14相配，推杆14由纵向固定机架44上的这两个导向支撑圆孔支承并导向并且与推杆连接块49相连接；在刀笔架12上安装有二根定位轴57、58，在二根定位轴57、58的一端各安装有一个定位滑轮54、55、分别与竖向移动滑台10上设置的二个定位滑槽51、52相配，其中一根定位轴58的另一端安装有一个定位滑轮56与推杆14上的竖向滑槽53相配；盖板13与竖向移动滑台10相固接。
其工作过程当步进电机35接收到数控系统发出的横向脉冲信号后，步进电机35输出轴依同步轮33传动同步带32，同步带32依同步轮31带动传动丝杠22转动，传动丝杠22依丝杠螺母21带动横向移动滑台18沿两根横向圆柱导轨37、20做横向运动；竖向滑台运动机构依竖向固定机架4与纵向移动滑台17相连接，纵向滑台运动机构依纵向固定机架44与横向移动滑台18相连接，使竖向滑台运动机构与纵向滑台运动机构都随横向移动滑台18一起做横向运动；竖向滑台运动机构上的竖向移动滑台10依与二个定位滑槽51、52相配的定位滑轮54、55、传动给刀笔架12上的二根定位轴57、58，带动刀笔架12一起做横向书写运动。
当步进电机39接收到数控系统发出的纵向脉冲信号后，步进电机39输出轴依同步轮41传动同步带42，同步带42依同步轮45带动传动丝杠46转动，传动丝杠46依丝杠螺母19带动纵向移动滑台17沿两根纵向圆柱导轨47、1做纵向运动；竖向滑台运动机构依竖向固定机架4与纵向移动滑台17相连接，使竖向滑台运动机构随纵向移动滑台17一起做纵向运动；竖向滑台运动机构上的竖向移动滑台10依与二个定位滑槽51、52相配的定位滑轮54、55传动给刀笔架12上的二根定位轴57、58、带动刀笔架12一起做纵向书写运动。
当步进电机39接收到数控系统发出的纵向脉冲信号后，步进电机39输出轴上的固接的另一个同步轮40传动同步带43，同步带43依同步轮48带动传动丝杠50转动，传动丝杠50依丝杠螺母59与推杆连接块49相连，推杆连接块49带动推杆14沿纵向固定机架44上的纵向导向支撑圆孔做纵向运动，推杆14上的竖向滑槽53依定位滑轮56传动给刀笔架12上的定位轴58，从而推动刀笔架12运动，刀笔架12依二根定位轴57、58另一端安装的二个定位滑轮54、55沿竖向移动滑台10上的二个定位滑槽51、52的轨迹作曲线滑动，从而使刀笔架12上的笔杆11进行纵向滑动旋转运动，并使笔杆11在滑动旋转运动的同时保持笔尖始终处于纵向水平运动状态。
当牵引电磁铁外机身6接收到数控系统发出的电信号后，牵引电磁铁外机身6带动竖向移动滑台10沿两根竖向圆柱导轨5、8做竖向向下运动，竖向移动滑台10依与二个定位滑槽51、52相配的定位滑轮54、55传动给刀笔架12上的二根定位轴57、58带动刀笔架12做竖向落笔运动；当牵引电磁铁外机身6接收的数控系统发出的电信号消失时，竖向移动滑台10与竖向固定机架4之间安装的弹簧3、9推动竖向移动滑台10沿两根竖向圆柱导轨5、8做竖向向上运动，竖向移动滑台10依与二个定位滑槽51、52相配的定位滑轮54、55传动给刀笔架12上的二根定位轴57、58，带动刀笔架12做竖向抬笔运动。
这样本实用新型就能够根据电脑输出的数据信号由数控系统控制三维数控运动平台和刀笔架纵向滑动旋转运动机构的运动，并使刀笔架纵向滑动旋转运动机构上的刀笔架12带动笔杆11进行横向、纵向、抬落笔和滑动旋转书写运动。
当步进电机30接收到数控系统发出的走纸纵向脉冲信号后，步进电机30输出轴依同步轮28传动同步带27，同步带27依同步轮25带动滚动轴26转动，压纸辊16保持纸张与滚动轴26的接触，滚动轴26依摩擦力就可以带动纸张作纵向进纸运动了，纸张依摩擦力带动压纸辊16一同转动。这样数控系统就能够驱动纵向进纸机构按照电脑输出的行间距数据信号，控制纸张的纵向行走，以分段绘写的方式来完成整个页面上的文字输出。
权利要求1.一种电脑数控书法学习机的机体，包括工作台板(23)、左机架(36)、右机架(2)，其特征是所述的工作台板(23)上设有纵向进纸机构、由横向滑台运动机构与纵向滑台运动机构和竖向滑台运动机构所组成的三维数控运动平台、在竖向移动滑台(10)与纵向滑台运动机构上装有刀笔架纵向滑动旋转运动机构。
2.根据权利要求1所述的一种电脑数控书法学习机的机体，其特征是所述的纵向进纸机构由电机座(29)、步进电机(30)、同步轮(25、28)、同步带(27)、滚动轴(26)、轴辊左支架(24)、轴辊右支架(15)、压纸辊(16)所构成；电机座(29)安装固定在工作台板(23)上，步进电机(30)安装在电机座(29)上，步进电机(30)输出轴固定同步轮(28)，另一同步轮(25)固定在滚动轴(26)的一端；两同步轮(28、25)之间由同步带(27)连接；滚动轴(26)的两端分别安装在轴辊左支架(24)和轴辊右支架(15)上，轴辊左支架(24)和轴辊右支架(15)分别安装固定在工作台板(23)的左右两端，压纸辊(16)的两端分别安装在轴辊左支架(24)和轴辊右支架(15)上。
3.根据权利要求1所述的一种电脑数控书法学习机的机体，其特征是所述的横向滑台运动机构由横向圆柱导轨(37、20)、电机座(34)、步进电机(35)、同步轮(33、31)、同步带(32)、传动丝杠(22)、丝杠螺母(21)、横向移动滑台(18)所构成；两根横向圆柱导轨(37、20)两端分别安装固定在左机架(36)和右机架(2)上，步进电机(35)安装在与工作台板(23)相连的电机座(34)上，步进电机(35)输出轴固定同步轮(33)，另一同步轮(31)固定在传动丝杠(22)的一端，两同步轮(33、31)之间由同步带(32)连接；传动丝杠(22)依丝杠螺母(21)与横向移动滑台(18)相连接，传动丝杠(22)的两端分别安装固定在左机架(36)和右机架(2)上；横向移动滑台(18)在横方向设有两个导向支撑圆孔与横向圆柱导轨(37、20)相配，并由安装在左机架(36)、右机架(2)上的两根横向圆柱导轨(37、20)支承并导向。
4.根据权利要求1所述的一种电脑数控书法学习机的机体，其特征是所述的纵向滑台运动机构由纵向固定机架(44)、纵向圆柱导轨(47、1)、电机座(38)、步进电机(39)、同步轮(41、45)、同步带(42)、传动丝杠(46)、丝杠螺母(19)、纵向移动滑台(17)所构成；两根纵向圆柱导轨(47、1)安装固定在纵向固定机架(44)上，纵向移动滑台(17)两端在纵方向各设有两个导向支撑圆孔与纵向圆柱导轨(47、1)相配，并由安装在纵向固定机架(44)上的纵向圆柱导轨(47、1)支承并导向，步进电机(39)与安装在横向移动滑台(18)上的电机座(38)相连接；步进电机(39)输出轴固定同步轮(41)，另一同步轮(45)固定在传动丝杠(46)的一端；两同步轮(41、45)之间由同步带(42)连接；传动丝杠(46)依丝杠螺母(19)与纵向移动滑台(17)连接，传动丝杠(46)两端安装在纵向固定机架(44)上。
5.根据权利要求1所述的一种电脑数控书法学习机的机体，其特征是所述的竖向滑台运动机构由竖向固定机架(4)、竖向圆柱导轨(5、8)、牵引电磁铁外机身(6)、牵引电磁铁内铁心(7)、弹簧(3、9)、竖向移动滑台(10)所构成；两根竖向圆柱导轨(5、8)分别安装固定在竖向固定机架(4)上，竖向移动滑台(10)在竖方向设有两个导向圆孔与两根竖向圆柱导轨(5、8)相配，并由安装在竖向固定机架(4)上的两根竖向圆柱导轨(5、8)导向，竖向移动滑台(10)与纵向固定机架(4)之间安装有弹簧(3、9)，牵引电磁铁内铁心(7)安装固定在竖向固定机架(4)上，牵引电磁铁外机身(6)与竖向移动滑台(10)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种电脑数控书法学习机的机体，其特征是所述的三维数控运动平台由横向滑台运动机构、纵向滑台运动机构和竖向滑台运动机构所构成；竖向滑台运动机构依竖向固定机架(4)安装固定在纵向移动滑台(17)上，纵向滑台运动机构依纵向固定机架(44)安装固定在横向移动滑台(18)上。
7.根据权利要求1所述的一种电脑数控书法学习机的机体，其特征是所述的刀笔架纵向滑动旋转运动机构由同步轮(40、48)、同步带(43)、传动丝杠(50)、丝杠螺母(59)、推杆(14)、推杆连接块(49)、定位轴(57、58)、定位滑轮(54、55、56、)、定位滑槽(51、52)、竖向滑槽(53)、盖板(13)、刀笔架(12)所构成；步进电机(39)输出轴固定同步轮(40)，另一同步轮(48)固定在传动丝杠(50)的一端，两同步轮(40、48)之间由同步带(43)连接；传动丝杠(50)依丝杠螺母(59)与推杆连接块(49)相连接，传动丝杠(50)两端安装在纵向固定机架(44)上；纵向固定机架(44)两端在纵方向各设有一个导向支撑圆孔与推杆(14)相配，推杆(14)由纵向固定机架(44)上的这两个导向支撑圆孔支承和导向并且与推杆连接块(49)相连接；在刀笔架(12)上安装有二根定位轴(57、58)，在二根定位轴(57、58)的一端各安装有一个定位滑轮(54、55)分别与竖向移动滑台(10)上设置的二个定位滑槽(51、52)相配，其中一根定位轴(58)的另一端安装有一个定位滑轮(56)与推杆(14)上的竖向滑槽(53)相配；盖板(13)与竖向移动滑台(10)相固接。
专利摘要一种用来帮助人们进行书法练习的电脑数控书法学习机的机体，它带有纵向进纸机构，能够以分段绘写的方式来完成整个页面上的文字输出。本实用新型包括工作台板、左机架、右机架，其技术要点是所述的工作台板上设有纵向进纸机构、由横向滑台运动机构与纵向滑台运动机构及竖向滑台运动机构所组成的三维数控运动平台，并装有刀笔架纵向滑动旋转运动机构，它能够带动笔杆进行横向、纵向、抬落笔和滑动旋转书写运动，人们用手握住机械上的笔杆，它就能够带动人手进行强制性的运笔练习。它能够使人们从动作感觉上理解字的笔画运行规律与结构特点，并依靠机械的强制性力量地纠正人们不够完美的书写习惯，从而提高了书法练习的有效性。
文档编号B44B3/02GK2728795SQ20042008987
公开日2005年9月28日 申请日期2004年8月18日 优先权日2004年8月18日
发明者吕进 申请人:吕进