專利名稱：一種用于電腦刺繡仿真制版設備的數(shù)字化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于電腦刺繡仿真制版設備的數(shù)字化裝置，具體涉及一種電腦刺繡仿真制版設備中，用于將人工刺繡的運動軌跡轉(zhuǎn)換成用數(shù)字平面座標組表示的數(shù)字化平面座標轉(zhuǎn)換裝置。
本實用新型背景技術(shù)之一中國專利于89年4月12日公開了發(fā)明名稱為一種演示式微機刺繡方法及其裝置，申請?zhí)枮?8103223.9，公開號為CN1032371A的發(fā)明專利。其所述演示式微機刺繡裝置中的數(shù)字化平面座標轉(zhuǎn)換裝置采用固定在框架上的繡繃，經(jīng)與框架活動連接的X及Y方向上的連桿、扇形齒輪、齒輪以及傳感器，將人工刺繡的繡繃運動分解為與其相應的X、Y二組電脈沖信號的方式或用齒條傳動代替扇形齒輪傳動的方式來實現(xiàn)。工作時，由刺繡人在此裝置上移動繡繃，同時操縱刺機頭進行刺繡演示，繡繃的位移量則通過框架、傳動部件和傳感器構(gòu)成的機電數(shù)字化平面座標裝置分解為相應的X、Y方向的二組電脈沖信號輸入計算機處理并將其相對的座標值記錄下來。上述裝置的優(yōu)點是使所得到的刺繡產(chǎn)品具有線條流暢自然，色調(diào)多層次且能快速廉價地再現(xiàn)不同流派的刺繡藝術(shù)。但在實際應用中也存在以下不足1.繡繃被固定在框架上，并且受連桿、鉸鏈等機構(gòu)制約，因此繡繃只能在固定的平面內(nèi)隨框架進行平行移動，而不能既平行移動又可在固定的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。這與一般人使用縫紉機刺繡的習慣不同，這是因為在實際的縫紉機刺繡過程中，刺繡人只使用繡繃，沒有連桿、鉸鏈、齒輪等機構(gòu)限制其移動繡繃的動作，繡繃的運動較為復雜，刺繡人經(jīng)常需轉(zhuǎn)動繡繃。2.一般機繡過程中，刺繡人使用單個繡繃，單個繡繃的質(zhì)量遠遠小于一個繡繃加上框架、連桿、齒輪等構(gòu)件質(zhì)量之和，再加上構(gòu)件運動時的阻力，因此移動單個繡繃和移動由繡繃、框架、連桿、齒輪組成的裝置，其慣性是不一樣的。由于上述兩個原因，要使刺繡人熟練地使用此裝置非經(jīng)過長時間練習不可。實際上刺繡技藝高超的人必定是有多年刺繡經(jīng)驗的人，其習慣根深蒂固，在人們可以接受的學習時間內(nèi)。他們難以達到熟練使用此裝置并繡出合格產(chǎn)品的要求。
本實用新型背景技術(shù)之二電子工業(yè)出版社1991年9月第一版出版的由范本明、丁然文、邱玉春同志編著的″微型計算機電路分析與維修″叢書第6冊《自動繪圖儀與圖形數(shù)字化儀》一書中第八至十二章(第132頁至237頁)(以下簡稱″數(shù)字化儀一書″)較系統(tǒng)地介紹了目前國內(nèi)外圖形數(shù)字化儀的基本原理和基本構(gòu)造，并詳細描述了以數(shù)字化板的不同結(jié)構(gòu)和不同原理(有電磁耦合、磁致伸縮、超聲延時以及靜電耦合等)做成的數(shù)字化儀的工作原理、工作方式和具體結(jié)構(gòu)。上述各種圖形數(shù)字化儀作為圖/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，直接應用于電腦刺繡仿真制版設備中，尚存在以下不足1.因電腦刺繡仿真制版是在刺繡縫紉機頭上的機針與繃在繡繃上的布料之間進行，且仿真制版過程中繡繃相對機針不斷發(fā)生平移、轉(zhuǎn)動或復合運動，單個游標或觸筆固定在繡繃上無法正確記錄機針相對繡繃的運動軌跡。2.將數(shù)字化板作為基準座標平面時，由于固定在繡繃上的游標或觸筆須緊貼數(shù)字化板工作，因此機針的上下運動受到阻礙。
本實用新型的目的是提供一種用于電腦刺繡仿真設備的數(shù)字化裝置，該數(shù)字化裝置利用目前普通圖形數(shù)字化儀的基本原理并經(jīng)改進后應用于電腦刺繡仿真制版設備中，使其在保持現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)點的同時，具有繡繃運動自由度高、與縫紉機刺繡一樣繡繃使用時輕便靈活以及仿真精度高、仿真效果好。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種用于電腦刺繡仿真制版設備的數(shù)字化裝置，包括數(shù)字化板、由微處理器、發(fā)送與接收電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、針位傳感器、定標器選通電路構(gòu)成的控制器以及由游標或觸筆作為定標元件的定標器，所述定標器由兩個定標元件組成，兩個定標元件分別固定在與數(shù)字化板工作面接觸的繡繃上，所述兩個定標元件均與定標器選通電路連接后與微處理器連接，所述針位傳感器作為兩個定標元件的開關(guān)與微處理器連接，針位傳感器給出機針入布信號，定標器選通電路按先后順序選通兩個定標元件，控制器在數(shù)字化程序管理下經(jīng)處理后取得每個定標元件被選通時的座標位置；所述數(shù)字化板上開設有一能讓機繡縫紉機針通過的通孔。
所述定標器選通電路可以為由與兩個定標元件對應的兩路選通開關(guān)構(gòu)成，所述兩路選通開關(guān)分別連接在定標元件和發(fā)送與接收電路之間，其控制端與微處理器輸入/輸出端連接。
所述針位傳感器為光電耦合式傳感器。
本實用新型的數(shù)字化裝置是利用目前圖形數(shù)字化儀能方便地對各種圖形資料等非數(shù)字量實現(xiàn)數(shù)字轉(zhuǎn)換和傳遞這一特點和基本原理并經(jīng)改進后應用于電腦刺繡仿真制版設備中的。而圖形數(shù)字化儀作為計算機的輸入設備不僅已產(chǎn)品化而且在技術(shù)上也逐漸走向成熟，上述″數(shù)字化儀一書″既介紹了國內(nèi)外部分圖形數(shù)字化儀產(chǎn)品、生產(chǎn)廠商又公開了基于數(shù)字化板不同結(jié)構(gòu)和不同原理所生產(chǎn)的產(chǎn)品具體結(jié)構(gòu)以及電路原理圖(見附錄，第238頁)，還公開了對每種不同原理的數(shù)字化儀均可采用，以定標元件(游標或觸筆)作為發(fā)送部件，數(shù)字化板作為接收部件或以數(shù)字化板作為發(fā)送部件，定標元件作為接收部件的兩種基本工作方式的原理和結(jié)構(gòu)。本實用新型的數(shù)字化裝置的現(xiàn)有技術(shù)部分可采用上述數(shù)字化板的各種不同原理和不同結(jié)構(gòu)以及每種不同原理下的兩種工作方式分別實現(xiàn)。
由


圖1可知，本實用新型的基本構(gòu)造由數(shù)字化板、控制器以及定標器組成，所述定標器由定標元件1和定標元件2組成，所述定標元件為游標或觸筆。
由圖2可知，控制器包括微處理器、發(fā)送與接收電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、定標器選通電路以及針位傳感器。所述數(shù)字化板采用電磁耦合原理時為柵格板；所述發(fā)送與接收電路在以定標元件(游標或觸筆)作為發(fā)送部件，數(shù)字化板作為接收部件的工作方式時，時鐘發(fā)生器與定標元件連接；在以數(shù)字化板作為發(fā)送部件，定標元件作為接收部件的工作方式時，時鐘發(fā)生器與數(shù)字化板連接。本實用新型采用兩個定標元件的工作原理是兩個定標元件隨繡繃緊貼在數(shù)字化板的工作面上發(fā)生平移、轉(zhuǎn)動或復合運動的過程中，針位傳感器不斷給出機針針尖入布信號，定標器選通電路則不斷先后選通兩個定標元件，兩個定標元件在被選通瞬間給出各自在數(shù)字化板上的座標，根據(jù)座標系相對轉(zhuǎn)換的原理，可由計算機(本實用新型的微處理器或電腦刺繡仿真制版設備中的計算機)得出機針針尖入布點在以繡繃為參照系中的座標，這組座標正確記錄了機針相對繡繃的運動軌跡。
由于上述技術(shù)方案的運用，使本實用新型具有以下優(yōu)點1.由于繡繃上固定兩個游標或兩個觸筆，刺繡人在操作時，針位傳感器給出針尖入布時的信號，兩個游標或兩個觸筆在此瞬間給出各自在數(shù)字化裝置上的座標，因此不論刺繡人將繡繃在數(shù)字化板的板面上進行平行移動還是將繡繃在該板面上作轉(zhuǎn)動，均可得到機針入布點在以繡繃為參照系中的座標，正確記錄刺繡人刺繡時針尖相對繡繃的運動軌跡，提高了繡繃的運動自由度。
2.由于繡繃上僅固定有質(zhì)量很輕的兩個游標或兩個觸筆，且兩個游標或兩個觸筆通過可移動的導線與數(shù)字化裝置中的電路連接，刺繡人可象使用縫紉機刺繡一樣輕便靈活的使用繡繃，從而可使有經(jīng)驗的刺繡人盡快適應操作并發(fā)揮其高超的刺繡技藝。
3.由于本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)字化裝置因機械傳動必須有的間隙和磨損帶來的誤差，使電腦刺繡仿真制版提高了仿真精度和仿真效果。
4.本實用新型與上述背景技術(shù)之一的數(shù)字化裝置相比具有較高的可靠性。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述附
圖1為本實用新型基本構(gòu)造示意圖。
附圖2為本實用新型電路原理框圖。
附圖3為本實用新型實施例電路原理框圖。
附圖4為本實用新型實施例的數(shù)字化裝置與機繡縫紉機頭連接結(jié)構(gòu)圖的主視圖。
附圖5為本實用新型實施例的數(shù)字化裝置與機繡縫紉機頭連接結(jié)構(gòu)圖的府視圖。
附圖6為本實用新型實施例針位信號處理邏輯流程圖。
附圖7為本實用新型實施例定標器選通電路圖。
其中1.通孔； 2.數(shù)字化板； 3.控制器； 4.繡繃； 5.a游標；6.b游標； 7.連接導線； 8.機繡縫紉機頭； 9.主旋轉(zhuǎn)傳動軸； 10.光電傳感器； 11.旋梭； 12.支架； 13.長槽。
實施例由圖3、4、5和6可知，本實施例利用電磁耦合原理，采用將定標元件作為發(fā)送部件，數(shù)字化板2作為接收部件的工作方式。一種用于電腦刺繡仿真制版設備的數(shù)字化裝置，由數(shù)字化板2、控制器3以及定標器組成，所述數(shù)字化板2由構(gòu)成基準座標平面的絕緣板和在絕緣板正反兩面均制作有同樣形狀且相互垂直的按重復周期作成印刷電路板的形式復在絕緣板上的代表X、Y方向的兩組柵格導線組成，數(shù)字化板2上開設有一能讓機繡縫紉機針通過的通孔1，因通孔1只需讓機針通過即可，所以通孔1可以開得很小而不影響柵格導線在絕緣板上的布置，本實施例柵格導線布置的間隔為10mm，數(shù)字化板2和機繡縫紉機頭8均固定在支架12上，數(shù)字化板2的背面開有從其端面通向中部的長槽13，該長槽13與垂直數(shù)字化板2的通孔1相交，數(shù)字化板2位于機針與機繡縫紉機頭8上的旋梭11之間，旋梭11置于數(shù)字化板2的長槽13中且保持通孔1與機針相對應；所述控制器3由微處理器、發(fā)送與接收電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、定標器選通電路以及針位傳感器構(gòu)成，所述定標器選通電路由與a游標5和b游標6對應的兩路選通開關(guān)構(gòu)成，所述兩路選通開關(guān)分別連接在游標和發(fā)送與接收電路之間，其控制端與微處理器輸入/輸出端連接，所述選通開關(guān)為信號旁路三極管，c極接地，c極接游標線圈的功放輸入端，b極為控制端，所述針位傳感器為光電傳感器10，光電傳感器10由發(fā)光二極管、光敏三極管以及遮光部件構(gòu)成，遮光部件固定在縫紉機頭8的主旋轉(zhuǎn)傳動軸9上，光敏三極管的輸出端經(jīng)施密特觸發(fā)器整形后送往微處理器的中斷接口(INT)，所述發(fā)送電路由時鐘發(fā)生器、濾波器以及功放構(gòu)成，時鐘發(fā)生器的輸出端與濾波器的輸入端連接，濾波器的輸出端經(jīng)定標器選通電路與a游標5和b游標6的功放輸入端連接，所述接收電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路由分別代表X、Y方向的兩路放大、濾波求和、過零檢測、方波整形、相位跟蹤、消除跳動電路以及計數(shù)器構(gòu)成，數(shù)字化板2上的代表X、Y方向的柵格導線分別與接收電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中的兩路放大電路的輸入端連接，接收電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端經(jīng)X、Y接口電路與微處理器連接；所述定標器由a游標5和b游標6(即一對雙游標)組成，a游標5和b游標6分別固定在與數(shù)字化板2工作面接觸的繡繃4上，a游標5和b游標6的線圈分別與功放的輸出端連接，所述光電傳感器作為a游標5和b游標6的開關(guān)，當機針入布時，光電傳感器給出機針入布信號，微處理器中斷接口接到信號后，按圖6啟動中斷服務程序，中斷程序結(jié)束后，微處理器就分別得到了a游標5和b游標6的座標位置，該座標位置經(jīng)通訊接口(串行或并行接口)送往與本實用新型配套的計算機，并經(jīng)該計算機計算得出機針針尖在以繡繃為參照系中的座標，從而記錄下機針相對繡繃的運動軌跡。
權(quán)利要求1.一種用于電腦刺繡仿真制版設備的數(shù)字化裝置，包括數(shù)字化板2、由微處理器、發(fā)送與接收電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成的控制器3以及由游標或觸筆作為定標元件的定標器，其特征在于還包括針位傳感器、定標器選通電路，所述定標器由兩個定標元件組成，兩個定標元件分別固定在與數(shù)字化板2工作面接觸的繡繃4上，所述兩個定標元件均與定標器選通電路連接后與微處理器連接，所述針位傳感器作為兩個定標元件的開關(guān)與微處理器連接，針位傳感器給出機針入布信號，定標器選通電路按先后順序選通兩個定標元件，控制器3在數(shù)字化程序管理下經(jīng)處理后取得每個定標元件被選通時的座標位置；所述數(shù)字化板2上開設有一能讓機繡縫紉機針通過的通孔1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化裝置，其特征在于所述定標器選通電路由與兩個定標元件對應的兩路選通開關(guān)構(gòu)成，所述兩路選通開關(guān)分別連接在定標元件和發(fā)送與接收電路之間，其控制端與微處理器輸入/輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字化裝置，其特征在于所述針位傳感器為光電傳感器10。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字化裝置，其特征在于所述光電傳感器10由發(fā)光元件、光敏元件以及遮光部件構(gòu)成，遮光部件固定在縫紉機頭8的主旋轉(zhuǎn)傳動軸9上。
專利摘要一種用于電腦刺繡仿真設備的數(shù)字化裝置，包括數(shù)字化板、控制器以及由游標或觸筆作為定標元件的定標器，其特征在于還包括針位傳感器、定位器選通電路，所述定標器由兩個定標元件組成，兩個定標元件分別固定在繡繃上，所述兩個定標元件均與定標器選通電路連接后與控制器連接，所述針位傳感器作為兩個定標元件的開關(guān)與控制器連接，所述數(shù)字化板上開設有一能讓機繡縫紉機針通過的通孔。其特點是利用圖形數(shù)字化儀的基本原理和結(jié)構(gòu)，經(jīng)改進后具有繡繃運動自由度高、繡繃使用時輕便靈活以及仿真精度高、仿真效果好。
文檔編號D05C5/00GK2242255SQ9523978
公開日1996年12月11日 申請日期1995年5月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月16日
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