專利名稱：在靜止介面上移動(dòng)的微型打印機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域本實(shí)用新型屬于電子信息處理領(lǐng)域，特別是移動(dòng)計(jì)算和打印技術(shù)。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是通過(guò)一種無(wú)線跟蹤伺服控制系統(tǒng)與定位技術(shù)，用噴墨或其它的打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)在靜止介質(zhì)面上的輸出，按照計(jì)算裝置的指令，通過(guò)掌上設(shè)備自身移動(dòng)打印輸出圖文。發(fā)明的技術(shù)方案本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方案為，利用無(wú)線定位技術(shù)與伺服控制技術(shù)，驅(qū)動(dòng)微型打印機(jī)在靜止介面移動(dòng)，從而使打印機(jī)微型化，同時(shí)消除打印機(jī)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的位置偏差，提高打印質(zhì)量。
該微型打印機(jī)的各組成部分及連接關(guān)系包括參見(jiàn)附


圖11.A是一個(gè)計(jì)算裝置，并且具有有線或無(wú)線通信能力，它通過(guò)無(wú)線接口與B連接(1)；2.B包括無(wú)線通信接口，指令譯碼口及緩存等組成，其任務(wù)是a)將A傳遞的指令進(jìn)行譯碼。
b)將A給定的x、y坐標(biāo)譯碼后送到H。
c)決定在x、y坐標(biāo)位置上是否打印或抬筆落筆信號(hào)傳送給I。
d)與C進(jìn)行同步(2)。
3.C控制驅(qū)動(dòng)電路，其主要任務(wù)是根據(jù)H給出(給定x、y與F實(shí)測(cè)的x、y的差值)Δx、Δy進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。使誤差最小化。根據(jù)調(diào)節(jié)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)D(4)、E(5)。
4.D、E是微型電機(jī)，負(fù)責(zé)打印時(shí)驅(qū)動(dòng)滾輪移動(dòng)到指定的位置。
5.F、G檢測(cè)在已知x、y坐標(biāo)范圍內(nèi)打印頭移動(dòng)所在x、y點(diǎn)的坐標(biāo)。F是和固定在已知坐標(biāo)中x、y位置上的時(shí)序信號(hào)發(fā)生器G共同工作的(10)。其原理如下(見(jiàn)圖3)a)Gl、Fl分別是紅外信號(hào)發(fā)射和接收頭，已知光的傳播速度為30萬(wàn)公里/s，所以接收發(fā)射紅外線其延遲時(shí)間相對(duì)聲波速度V＝344米/S忽略不計(jì)。Gs1和Gs2是G部分的超聲波發(fā)生器，它們是固定在已知坐標(biāo)中，且有固定的距離。Fs是F部分的超聲波感應(yīng)器，它移動(dòng)在已知坐標(biāo)范圍內(nèi)x、y點(diǎn)上。
b)當(dāng)Fl發(fā)射紅外信號(hào)，被Gl接收到，同時(shí)Fj計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，Gs1也同時(shí)發(fā)出超聲波。當(dāng)超聲波(Gs1)到達(dá)Fs時(shí)，F(xiàn)j計(jì)時(shí)停止。超聲波從Gs1到Fs的過(guò)渡時(shí)間為t1。此刻Fl發(fā)出第二個(gè)紅外信號(hào)，同理可獲得另一個(gè)過(guò)渡時(shí)間t2。這時(shí)，我們已知Gs1與Gs2距離為固定常數(shù)C。S1＝Vt1，S2＝Vt2，V＝344米/s。那么Fs的x、y坐標(biāo)計(jì)算就可得到。
c)下一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的獲得重復(fù)上述過(guò)程(見(jiàn)圖3)。
d)或者也可以F是超聲波發(fā)射器，G固定端裝有Gs1和Gs2(接收聲波的感應(yīng)器)。工作原理如下Fl發(fā)出紅外信號(hào)，Gl接收后同時(shí)啟動(dòng)Gj1和Gj2進(jìn)行計(jì)時(shí)及Fs發(fā)出超聲波信號(hào)。當(dāng)Gs1或Gs2接收到超聲波信號(hào)后，停止Gj1或Gj2的計(jì)時(shí)，這時(shí)獲得超聲波的渡越時(shí)間t1與t2。同上述方案一樣可得到Fs點(diǎn)的x、y坐標(biāo)。(見(jiàn)圖4)6.I的功能接收F(7)實(shí)測(cè)坐標(biāo)點(diǎn)x、y同時(shí)接收B(8)發(fā)來(lái)x、y點(diǎn)打印控制命令或x、y點(diǎn)的抬筆落筆控制命令。二個(gè)信號(hào)進(jìn)行邏輯控制共同決定該x、y點(diǎn)的有無(wú)墨跡。
7.J為打印頭或筆的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由I進(jìn)行控制(9)。同時(shí)J上有一塊電磁鐵由I控制它的離合及上下移動(dòng)。
8.H的作用計(jì)算處給定x、y點(diǎn)坐標(biāo)與實(shí)測(cè)(6)x、y點(diǎn)坐標(biāo)的差值Δx、Δy。這個(gè)誤差是行走時(shí)產(chǎn)生的，將Δx、Δy送入C，進(jìn)行校正(11)。
9.K、L為驅(qū)動(dòng)輪(或移動(dòng)條)，在紙上行走靠打印機(jī)本身重量使輪子(或移動(dòng)
9.K、L為驅(qū)動(dòng)輪(或移動(dòng)條)，在紙上行走靠打印機(jī)本身重量使輪子(或移動(dòng)條)與紙產(chǎn)生摩擦力。在垂直白板上行走時(shí)，白板必須是鐵的，輪子(或移動(dòng)條)同時(shí)有磁性。
在白板上書(shū)寫(xiě)時(shí)，白板垂直地面擺放，且滾輪(K，L)具有磁性。打印頭(J)單元附加一塊電磁鐵或鐵，去吸附一塊帶有鐵或電磁鐵的板擦，并且由打印頭控制單元(I)控制電磁鐵垂直于白板上下移動(dòng)，由伺服系統(tǒng)控制打印頭(J)單元進(jìn)行平面移動(dòng)擦去白板上所要擦掉的墨跡。
參見(jiàn)附圖2，另外定位裝置(G)部分可和計(jì)算裝置(A)為一體但也可分離，在分離狀態(tài)使用時(shí)，定位裝置(G)與計(jì)算裝置(A)可用有線或無(wú)線進(jìn)行連接。有益效果本實(shí)用新型可以解決掌上計(jì)算設(shè)備的信息打印問(wèn)題，同時(shí)也解決了掌上計(jì)算設(shè)備信息顯示窗太小的問(wèn)題。
電子白板擦的實(shí)施參見(jiàn)附圖7。在電子化教育領(lǐng)域，該設(shè)備可代替老師書(shū)寫(xiě)黑板。老師可以用超聲波定位的手寫(xiě)裝置在紙上備課，計(jì)算機(jī)記錄筆跡時(shí)序，然后用該發(fā)明裝置在黑板上按備課書(shū)寫(xiě)時(shí)序再現(xiàn)筆跡。老師也可以用超聲波白板手寫(xiě)筆裝置記錄下來(lái)在白板上的書(shū)寫(xiě)，再用錄音機(jī)記錄聲音。這樣用本發(fā)明就可以形象的重現(xiàn)老師上課時(shí)所講的內(nèi)容，而且和講課時(shí)的書(shū)寫(xiě)時(shí)序是同步的。
在電子化教學(xué)和電子備課時(shí)，利用上述定位原理，可在J單元執(zhí)行機(jī)構(gòu)側(cè)面安裝一塊電磁鐵(或鐵塊)去吸附一塊帶有鐵(或電磁鐵)的板擦，(板擦的坐標(biāo)已知)并由I單元控制J上的板擦作上下移動(dòng)，由伺服控制裝置控制J作平面移動(dòng)達(dá)到擦除墨跡的目的。
權(quán)利要求1.一種可以在靜止介面上移動(dòng)打印的微型打印機(jī)，包括計(jì)算裝置(A)，無(wú)線數(shù)據(jù)通信接口(B)、微型驅(qū)動(dòng)電機(jī)(D，E)、打印驅(qū)動(dòng)裝置(C)、打印頭控制裝置(I)、打印頭(J)、滾輪(K，L)、定位裝置(F，G)、伺服控制電路(H)及電池等，其特征在于定位裝置通過(guò)超聲波發(fā)射和接收檢測(cè)為打印頭當(dāng)前位置定位；伺服控制電路計(jì)算打印坐標(biāo)，控制驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)伺服控制電路給出的打印坐標(biāo)與定位裝置測(cè)到的打印機(jī)當(dāng)前坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)微型驅(qū)動(dòng)電機(jī)；微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾輪移動(dòng)到指定的位置，由驅(qū)動(dòng)輪靠打印機(jī)本身重量使其與紙產(chǎn)生的摩擦力在紙上行走。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可以在靜止介面上移動(dòng)打印的微型打印機(jī)，其特征在于該微型打印機(jī)的各組成部分及連接關(guān)系包括(1)無(wú)線通信接口(B)將計(jì)算裝置(A)傳遞的指令進(jìn)行譯碼，將其給定的打印坐標(biāo)譯碼后送到伺服控制電路(H)，并且將決定在該坐標(biāo)位置上是否打印或抬筆落筆信號(hào)傳送給打印頭控制單元(I)，同時(shí)與打印驅(qū)動(dòng)裝置(C)進(jìn)行同步；(2)控制驅(qū)動(dòng)電路(C)根據(jù)伺服控制電路(H)給出的打印坐標(biāo)與定位裝置(F)實(shí)測(cè)當(dāng)前坐標(biāo)差值進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，根據(jù)調(diào)節(jié)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)微型驅(qū)動(dòng)電機(jī)(D，E)；(3)微型電機(jī)(D，E)負(fù)責(zé)打印時(shí)驅(qū)動(dòng)滾輪移動(dòng)到指定的位置；(4)定位裝置(F，G)通過(guò)超聲波發(fā)射和接收檢測(cè)打印頭位置以便定位；(5)打印頭控制單元(I)接收定位裝置傳來(lái)的坐標(biāo)以及無(wú)線通信接口B發(fā)來(lái)的打印控制命令，兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行邏輯控制共同決定坐標(biāo)點(diǎn)有無(wú)墨跡?；蛲ㄟ^(guò)電磁鐵控制繪圖筆(J)的離合及上下移動(dòng)。(6)伺服控制電路(H)計(jì)算給定點(diǎn)坐標(biāo)與實(shí)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的差值，將行走產(chǎn)生的誤差送入控制驅(qū)動(dòng)電路(C)進(jìn)行校正；(7)驅(qū)動(dòng)輪(K，L)或移動(dòng)條靠打印機(jī)本身重量使其與紙產(chǎn)生的摩擦力在紙上行走。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可以在靜止介面上移動(dòng)打印的微型打印機(jī)，其特征在于定位采用超聲波收發(fā)裝置，超聲波發(fā)射裝置(F)向兩個(gè)固定的超聲波接收裝置(Gs1，Gs2)發(fā)射超聲波，通過(guò)兩個(gè)超聲波接收裝置之間固定的距離和接收到的超聲波信號(hào)的時(shí)間計(jì)算出的發(fā)射裝置距離，來(lái)確定發(fā)射裝置的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可以在靜止介面上移動(dòng)打印的微型打印機(jī)，其特征在于定位采用超聲波收發(fā)裝置，兩個(gè)固定的裝置也可以是超聲波發(fā)射裝置(Gs1，Gs2)，其間距離固定，向移動(dòng)的超聲波接收裝置(F)發(fā)射超聲波，根據(jù)接收裝置分別接收到的兩個(gè)超聲波信號(hào)的時(shí)間計(jì)算出接收裝置距離，來(lái)確定接收裝置的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一權(quán)利要求之一所述的可以在靜止介面上移動(dòng)打印的微型打印機(jī)，其特征在于定位裝置(G)部分可和計(jì)算裝置(A)為一體但也可分離，在分離狀態(tài)使用時(shí)，定位裝置(G)與計(jì)算裝置(A)可用有線或無(wú)線進(jìn)行連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一權(quán)利要求之一所述的可以在靜止介面上移動(dòng)打印的微型打印機(jī)，其特征在于定位技術(shù)不僅限于超聲波定位技術(shù)，還包括電磁波定位及紅外線定位技術(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一權(quán)利要求之一所述的可以在靜止介面上移動(dòng)打印的微型打印機(jī)，其特征在于打印頭(I)是噴墨形式，熱敏形式，點(diǎn)陣形式，也可以是筆的形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求之一所述的可以在靜止介面上移動(dòng)打印的微型打印機(jī)，其特征在于在繪制圖文時(shí)，打印頭(J)單元可加載打印頭或筆，并由打印頭控制單元(I)控制打印及筆的抬落狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一權(quán)利要求之一所述的可以在靜止介面上移動(dòng)打印的微型打印機(jī)，其特征在于計(jì)算裝置(A)與無(wú)線數(shù)據(jù)通信接口(B)之間的無(wú)線通信方式包括電磁波、紅外線、光通信方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一權(quán)利要求之一所述的可以在靜止介面上移動(dòng)打印的微型打印機(jī)，其特征在于繪圖筆帶有鐵圈，并把筆架放置已知的坐標(biāo)內(nèi)，通過(guò)打印頭(J)單元的移動(dòng)及電磁鐵與鐵的離合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換筆。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一權(quán)利要求之一所述的可以在靜止介面上移動(dòng)打印的微型打印機(jī)，其特征在于在白板上書(shū)寫(xiě)時(shí)，白板垂直地面擺放，且滾輪(K，L)具有磁性。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可以在靜止介面上移動(dòng)打印的微型打印機(jī)，其特征在于在白板上書(shū)寫(xiě)時(shí)，打印頭(J)單元附加一塊電磁鐵或鐵，去吸附一塊帶有鐵或電磁鐵的板擦，并且由打印頭控制單元(I)控制電磁鐵垂直于白板上下移動(dòng)，由伺服系統(tǒng)控制打印頭(J)單元進(jìn)行平面移動(dòng)擦去白板上所要擦掉的墨跡。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的可以在靜止介面上移動(dòng)打印的微型打印機(jī)，其特征在于至少包含一塊電磁鐵及一塊鐵，至少包含一對(duì)具有磁性滾輪或磁性移動(dòng)條。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可以在靜止介面上移動(dòng)的微型打印機(jī)。該設(shè)備可接受計(jì)算設(shè)備的指令，在靜止的介面上打印文字或圖像或以筆的方式繪制圖文。本輸出設(shè)備采用無(wú)線跟蹤的伺服控制系統(tǒng)，校正了該設(shè)備在輸出介面上移動(dòng)時(shí)因打滑與走偏而引起的誤差，從而使打印機(jī)微型化。
文檔編號(hào)B41J29/38GK2595569SQ02245700
公開(kāi)日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月13日
發(fā)明者張一昉, 王沼濱, 孫彥, 陳波, 柯文 申請(qǐng)人:北京中文之星數(shù)碼科技有限公司