專利名稱：內(nèi)導(dǎo)向無間隙機(jī)械矩陣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械裝置，特別是涉及一種能動態(tài)顯示立體模型的機(jī)械矩陣。
背景技術(shù)：
沙盤模型能立體、直觀的顯示三維效果，城市建筑、交通圖都需要三維模型，但沙 盤模型制作復(fù)雜，而且不能動態(tài)展示圖形的三維變換，而一些需要?jiǎng)討B(tài)效果的模型比如地 形地貌的模擬變遷、城市改造過程模擬、波浪的運(yùn)動、動態(tài)移動形體等等，沙盤模型就不能 適用了，有待新的立體顯示模型。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提 供一種結(jié)構(gòu)合理、使用方便之優(yōu)點(diǎn)的內(nèi)導(dǎo)向無間隙機(jī)械矩陣，滿足需要?jiǎng)討B(tài)效果的三維變 換模型。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的內(nèi)導(dǎo)向無間隙機(jī)械矩陣，采用以下的技術(shù)方案一種內(nèi)導(dǎo)向無間隙機(jī)械矩陣，包含有底板，底板設(shè)有復(fù)數(shù)機(jī)械矩陣單元，機(jī)械矩陣 單元包括動力和運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)，動力和運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)由電機(jī)、上同步帶輪、下同步帶輪、同 步帶組成，底板上設(shè)有電機(jī)支架，電機(jī)支架與支撐桿通過螺絲連接，電機(jī)支架與支撐桿的銜 接處設(shè)有導(dǎo)向鍵，支撐桿上為U形孔，電機(jī)通過螺絲固定在電機(jī)支架上，下同步帶輪通過螺 釘直接鎖在電機(jī)軸上，小銷軸通過螺絲與支撐桿連接，上同步帶輪直接套在小銷軸的軸端， 同步帶通過螺絲與方管相連，在方管的內(nèi)壁設(shè)有起導(dǎo)向作用的導(dǎo)向板、支撐桿、縱向隔板、 導(dǎo)向鍵。進(jìn)一步，所述電機(jī)支架上安裝行程開關(guān)安裝板，開關(guān)安裝板上設(shè)有行程開關(guān)，行程 開關(guān)前方設(shè)有行程開關(guān)擋板，行程開關(guān)均置于方管的內(nèi)部或者處于方管5的正下方；步進(jìn) 電機(jī)通過上同步帶輪、下同步帶輪將動力和運(yùn)動傳給同步帶，同步帶其中一個(gè)側(cè)面的上下 運(yùn)動帶動與同步帶連接的方管運(yùn)動，電機(jī)支架、上銷軸、支撐桿將傳動機(jī)構(gòu)固定安裝在底板 的工作位。本發(fā)明可在控制系統(tǒng)的控制下變換成各種靜態(tài)三維地形地貌，如城市建筑、三維 交通圖；還可作動態(tài)圖形的三維變換，比如地形地貌的模擬變遷，城市改造過程模擬，波浪 的運(yùn)動，動態(tài)移動形體，卡通三維動態(tài)畫面等等。由于機(jī)械矩陣中的每個(gè)單元上升高度可以 控制在任意位置因而任意地貌的三維形狀都可以通過程序控制達(dá)到(在允許的機(jī)械矩陣 的標(biāo)高變化范圍內(nèi))。該結(jié)構(gòu)還可與影像控制結(jié)合，形成各種逼真的三維動態(tài)圖像，形成震 撼的視覺效果。為了表現(xiàn)得更為逼真，需要做好兩點(diǎn)即單元小型化和單元間間距要小。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的示意圖；圖2是本發(fā)明單個(gè)機(jī)械矩陣單元的示意圖3是本發(fā)明3*3機(jī)械矩陣單元的示意圖。
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目的、功能，解析本發(fā) 明的優(yōu)點(diǎn)與精神，藉由以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明的詳述得到進(jìn)一步的了解。本發(fā)明包括以下零部件(或裝置)上同步帶輪1、導(dǎo)向板2、上銷軸3、支撐桿4、 方管5、同步帶6、縱向隔板7、行程開關(guān)擋板8、開關(guān)安裝板9、行程開關(guān)10、步進(jìn)電機(jī)11、電 機(jī)支架12、下同步帶輪13、底板14、導(dǎo)向鍵15。如圖1所示，圖1是本發(fā)明內(nèi)導(dǎo)向無間隙機(jī)械矩陣實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的 機(jī)械矩陣是由多個(gè)機(jī)械矩陣單元按行列有序排列組成，單元數(shù)量少則幾百個(gè)多則數(shù)萬個(gè)。 機(jī)械矩陣單元由步進(jìn)電機(jī)11、上同步帶輪1、下同步帶輪13、同步帶6、電機(jī)支架12、支撐桿 4、上銷軸3、方管5、導(dǎo)向板2、縱向隔板7、行程開關(guān)10等結(jié)構(gòu)組成。在該結(jié)構(gòu)中，步進(jìn)電機(jī)11、上同步帶輪1、下同步帶輪13、同步帶6作為動力和運(yùn)動 傳動機(jī)構(gòu)；同步帶6連接的鋁合金方管5作為負(fù)載；電機(jī)支架12、上銷軸3、支撐桿4將傳動 機(jī)構(gòu)固定安裝在底板14的工作位；導(dǎo)向板2、支撐桿4、縱向隔板7、導(dǎo)向鍵15在方管5的 內(nèi)壁起導(dǎo)向作用；在電機(jī)支架12與支撐桿4的銜接處設(shè)有導(dǎo)向鍵15，導(dǎo)向鍵15在電機(jī)支 架12與支撐桿4的銜接處起導(dǎo)向作用，保證電機(jī)支架12與支撐桿4連接后電機(jī)支架12水 平方向與電機(jī)支架12(含支撐桿4)豎直方向仍保持垂直；方管5是表現(xiàn)機(jī)械矩陣功能的執(zhí) 行件；行程開關(guān)10作為控制系統(tǒng)的一部分，代表方管5的初始點(diǎn)位置。底板14上設(shè)有復(fù)數(shù)電機(jī)支架12，電機(jī)支架12與支撐桿4通過螺絲連接，支撐桿4 上為U形孔，便于調(diào)整同步帶輪1的中心距；電機(jī)11通過螺絲固定在電機(jī)支架12上，下同 步帶輪13通過緊定螺釘，直接鎖在電機(jī)11軸上；小銷軸3通過螺絲與支撐桿4連接，上同 步帶輪1直接套在小銷軸3的軸端，在此位置無需用緊定螺釘，而是讓上同步帶輪1與小銷 軸3的軸端沿軸向和徑向無相對約束；同步帶6通過螺絲與方管5相連。電機(jī)11帶動下同 步帶輪13運(yùn)動，下同步帶輪13帶動同步帶6上下運(yùn)動和上同步帶輪1轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)與同 步帶6相連接的方管5的運(yùn)動。步進(jìn)電機(jī)11通過上同步帶輪1、下同步帶輪13，將動力和運(yùn)動傳給同步帶6，利用 同步帶6其中一個(gè)側(cè)面的上下運(yùn)動，帶動與同步帶6連接的方管5實(shí)現(xiàn)可控的上下運(yùn)動。該 結(jié)構(gòu)中的同步帶6既作為傳動機(jī)構(gòu)，也承受方管5的負(fù)載。但同步帶6是一種柔性體，他難 保方管5升降運(yùn)動的直線性。因此在方管5內(nèi)壁需單獨(dú)采用導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。在本機(jī)械矩陣單元 中，上部的導(dǎo)向板2控制著方管5頂部的正確位置；支撐桿4兩側(cè)面和縱向隔板7外側(cè)面分 別控制方管5下擺的兩個(gè)轉(zhuǎn)動自由度，從而達(dá)到良好的導(dǎo)向效果。將傳動機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 乃至行程開關(guān)10均置于方管5的內(nèi)部或者處于方管5的正下方，電機(jī)支架12上安裝行程 開關(guān)安裝板9，開關(guān)安裝板9上設(shè)有行程開關(guān)10，行程開關(guān)10前方設(shè)有行程開關(guān)擋板8，結(jié) 構(gòu)十分緊湊，使得機(jī)械矩陣單元與單元之間可以做到無間隙或小間歇，它完全不同于目前 常用的內(nèi)外雙層導(dǎo)管式和柵格式結(jié)構(gòu)，使圖像更加的細(xì)膩因而大大增加了機(jī)械矩陣的表現(xiàn) 力。安裝流程單個(gè)機(jī)械矩陣單元,-> 3*3單元矩陣(或2*2)=>成品本發(fā)明安裝優(yōu)點(diǎn)(1)便于安裝，便于維修；(2)便于控制調(diào)試，先對每個(gè)3 * 3矩陣調(diào)試成功，再合并調(diào)試，降低控制難度，降 低故障率。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)(一)、采用同步帶6作為負(fù)載載體；(二)、方管5內(nèi)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，這 樣設(shè)計(jì)的機(jī)械矩陣單元比外置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的相鄰兩單元之間的間距更??；(三)、由于采用同 步帶6傳動，相較于絲桿傳動方式價(jià)格更便宜，重量更輕，慣性更小，同時(shí)可避免沖擊，減小 運(yùn)行噪音；(四)、由于采用步進(jìn)電機(jī)11加同步帶6傳動，方管5的運(yùn)動位置可以任意控制， 相較于氣缸驅(qū)動方式的兩個(gè)極限位，僅能表現(xiàn)呆板單一的圖形，本機(jī)械矩陣的三維表現(xiàn)力 得到極大豐富；(五)、電機(jī)11結(jié)構(gòu)外置和側(cè)放，便于維修；(六)、設(shè)計(jì)上采用個(gè)體單元結(jié) 構(gòu)、單元組結(jié)構(gòu)到整體結(jié)構(gòu)，布局十分合理。便于安裝，調(diào)試和維修。以上所舉實(shí)施例僅用為方便舉例說明本發(fā)明，僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例而已，并 非對本發(fā)明作實(shí)施任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，若在不脫離 本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容做出局部更改均等變化、或修 飾的等效實(shí)施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的涵蓋范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)導(dǎo)向無間隙機(jī)械矩陣，包含有底板(14)，其特征在于所述底板(14)上設(shè) 有復(fù)數(shù)機(jī)械矩陣單元，機(jī)械矩陣單元包括動力和運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)，動力和運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)由電 機(jī)(11)、上同步帶輪(1)、下同步帶輪(13)、同步帶(6)組成，底板(14)上設(shè)有電機(jī)支架 (12)，電機(jī)支架(12)與支撐桿⑷通過螺絲連接，所述電機(jī)支架(12)與支撐桿⑷的銜接 處設(shè)有導(dǎo)向鍵(15)，電機(jī)(11)通過螺絲固定在電機(jī)支架(12)上，下同步帶輪(13)通過螺 釘直接鎖在電機(jī)(11)軸上，小銷軸(3)通過螺絲與支撐桿(4)連接，上同步帶輪(1)直接 套在小銷軸(3)的軸端，同步帶(6)通過螺絲與方管(5)相連，在方管(5)的內(nèi)壁設(shè)有起導(dǎo) 向作用的導(dǎo)向板(2)、支撐桿(4)、縱向隔板(7)、導(dǎo)向鍵(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)導(dǎo)向無間隙機(jī)械矩陣，其特征在于所述電機(jī)支架(12)、上 銷軸(3)、支撐桿(4)將傳動機(jī)構(gòu)固定安裝在底板(14)的工作位，支撐桿(4)上為U形孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)導(dǎo)向無間隙機(jī)械矩陣，其特征在于所述步進(jìn)電機(jī)(11)通 過上同步帶輪(1)、下同步帶輪(13)將動力和運(yùn)動傳給同步帶(6)，同步帶(6)其中一個(gè)側(cè) 面的上下運(yùn)動帶動與同步帶(6)連接的方管(5)運(yùn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)導(dǎo)向無間隙機(jī)械矩陣，其特征在于所述電機(jī)支架(12)上 安裝行程開關(guān)安裝板(9)，開關(guān)安裝板(9)上設(shè)有行程開關(guān)(10)，行程開關(guān)(10)前方設(shè)有 行程開關(guān)擋板(8)，行程開關(guān)(10)均置于方管(5)的內(nèi)部或者處于方管(5)的下方。
全文摘要
本發(fā)明提供一種滿足動態(tài)三維變換效果的內(nèi)導(dǎo)向無間隙機(jī)械矩陣，該機(jī)械矩陣包含有底板，底板設(shè)有復(fù)數(shù)機(jī)械矩陣單元，機(jī)械矩陣單元包括動力和運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)，底板上設(shè)有電機(jī)支架，電機(jī)支架與支撐桿通過螺絲連接，電機(jī)通過螺絲固定在電機(jī)支架上，下同步帶輪通過螺釘直接鎖在電機(jī)軸上，小銷軸通過螺絲與支撐桿連接，上同步帶輪直接套在小銷軸的軸端，同步帶通過螺絲與方管相連。本發(fā)明可在控制系統(tǒng)的控制下變換成各種靜態(tài)三維地形地貌，還可作動態(tài)圖形的三維變換，形成各種逼真的三維動態(tài)圖像，形成震撼的視覺效果。
文檔編號G09B25/00GK102005153SQ20101057033
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者吳會娟, 張華書, 張國軍, 施松新, 李波, 邵新宇 申請人:東莞華中科技大學(xué)制造工程研究院, 東莞迅科信息技術(shù)有限公司