JPS6387300A - 平面座標プロツタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、平面上の所望の点に手操作により照準を合わ
せることにより、この点の位置座標を認識する平面座標
プロッタの構成に関する。

本発明は、座標の数値処理を行うプロセッサと組合せて
使用するもので、自動作画装置その他の入力装置に利用
するに適する。

〔概　要〕

本発明は、手操作により移動される照準のＸおよびＹ座
標を数値化する平面座標プロッタにおいて、 平面板のＸ軸およびＹ軸にそれぞれ平行に設けた二つの
軸と、この軸とともに回転する糸巻とを含む系構成によ
り、 機械的構造および電気回路が簡単であり、経済的な装置
を提供するものである。

〔従来の技術〕

従来の平面座標プロッタには、大別して二つの種類のも
のがある。

第一のものは、平面板上を移動する腕木に照準を設け、
そのＸ軸およびＹ軸に対する移動量を機械的に検出し、
これを電気信号に変換して取り出すものである。

第二のものは、電磁誘電型のもので、電磁界を作る電磁
コイルを多数配列した特殊な平面板と、この平面板上を
移動するピンクアップコイルとを含む構造のものである
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記第一のものは、照準を移動させるＸ軸およびＹ軸の
機構は重量のある大型のもので、特に、平面板が大きい
ものでは、全体の重量が大きく高価であった。

また第二のものでは、平面板がきわめて高価なものであ
る。特に平面板の大きいものは、コイルの数が増大し非
常に高価である。

本発明はこれらの欠点を解決して、機構が簡単であり、
安価でかつ木材や合成樹脂板のような通常の平面板を用
いることができるので平面座標プロッタを提供すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、平面板上を手操作により移動する構造であり
平面板上の被入力点に位置合わせするための照準を備え
たハンドラと、このハンドラの上記照準の平面板上のＸ
座標およびＹ座標に対応する出力信号を送出する電気回
路とを備えた平面座標プロッタにおいて、 それぞれ軸廻りに回転自在に支持され各軸方向がそれぞ
れ上記平面板のＸ軸およびＹ軸に平行な第一および第二
の回転軸を設け、上記二つの回転軸にはそれぞれその軸
方向に自在に移動でき各回転軸と共に回転する糸巻がそ
れぞれ押通され、この糸巻にはそれぞれ一端がこの糸巻
に取付けられ他端が上記ハンドラに上記照準を基点とし
て互いに直角方向の位置にそれぞれ取付けられた糸がそ
れぞれ巻きつけられ、 上記二つの回転軸にはそれぞれその回転軸と共に回転し
その径が上記糸巻の径と等しいブーりが挿通され、 上記二つの回転軸にはそれぞれその回転軸に挿通された
糸巻の各軸方向の位置を定める案内手段を備え、上記第
一の回転軸の上記案内手段は上記第二の回転軸に挿通さ
れた上記プーリの回転にしたがってその位置が移動され
、上記第二の回転軸の上記案内手段は上記第一の回転軸
に挿通された上記プーリの回転にしたがってその位置が
移動される構造であり、 上記二つの回転軸にはそれぞれその回転軸に対し上記糸
を巻き取る方向に回転トルクを与える駆動手段を備え、
上記二つの回転軸にはそれぞれその回転方向および回転
量を示す電気信号を発生して上記電気回路に与える回転
センサを備えたことを特徴とする。

案内手段は、それぞれ糸が貫通する小孔が設けられたコ
字形状の素子と、このコ字形状の素子に固定されプーリ
に巻きつけられた糸状のベルトとを含むことが好ましい
。

電気回路には照準が所望の入力座標位置にあるときに操
作される入力トリガスイッチを含み、この入力トリガス
イッチはハンドラと一体的に設けられたことが好ましい
。

各回転センサが発生する電気信号は回転量に対応するパ
ルス信号および回転方向を示す極性信号であり、電気回
路は、各回転センサの出力パルス信号をそれぞれその極
性信号にしたがって計数する二つのカウンタ回路と、照
準が平面板上に設定された座標原点にあるときにこの二
つのカウンタ回路をリセットするリセット手段と、上記
二つのカウンタ回路の内容を送出するインタフェースと
を含むことが好ましい。

〔作　用〕

Ｘ軸およびＹ軸に平行な二つの回転軸にそれぞれ挿通さ
れている糸巻とプーリとは同径であるので、ハンドラの
Ｙ方向およびＸ方向にそれぞれ平行な同一の移動量に対
して、一つの糸巻が巻き出すかあるいは巻き込む糸の長
さと、その糸巻と同軸のプーリが移動させる糸の長さは
等しくなる。

このためハンドラが斜めに移動した場合にも、二つの糸
巻からハンドラをそれぞれ結ぶ２本の糸の交角は常に直
角となっている。

したがってハンドラの照準を平面上の第１点から他の任
意の第２点に移動させた場合には、各糸巻の回転変位量
は、この２点間のＸおよびＹ座標の差に比例する。

各回転軸に設けられた回転センサは、軸の回転によるパ
ルス信号のほかにそれぞれの回転軸の回転方向に対応し
て異なる極性信号を発生する。したがってそれぞれのカ
ウンタ回路はこの極性信号により上記パルス数を加算ま
たは減算する。

平面板の座標原点に照準を合わせておいてリセットを行
うと、カウンタの内容は「０」になり、つづいて逐次各
被入力点に照準を合わせる都度入力トリガスイッチを操
作すれば、上記座標原点に対する各被入力点の座標値が
得られる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明一実施例の構成を示す説明図である。本
図において２点鎖線で平面板２１を示す。

第１図において、ハンドラ１は手操作により移動され、
照準ＩＡを平面板上の被入力点に目視により合わせる。

照準ＩＡは透明な円板に十印を付したもので、ハンドラ
１の本体に対して回転自在に取付けられている。

第一の回転軸２Ｘと第二の回転軸２Ｙとは、それぞれ平
面板２１のＸ軸およびＹ軸に平行に設けられ、それぞれ
の軸まわりに回転自在に支持され、それぞれ軸方向にキ
ー２Ａおよび２Ｂがほぼ全長にわたり設けられている。

上記回転自在２Ｘおよび２Ｙには、軸方向に自在に移動
できるがそれぞれ上記キーに規制され回転軸２Ｘ、２Ｙ
とともに回転する糸巻３Ｘおよび３Ｙが挿通されている
。各糸巻には炭素繊維の複合系の糸４Ｘおよび４Ｙがそ
れぞれ巻つけられている。この各県４Ｘおよび４Ｙの他
端は、ハンドラ１の照準ＩＡにその照準点の位置に対し
て直角になる二つの点にそれぞれ取付けられている。

回転軸２Ｘおよび２Ｙの一端には、糸巻３Ｘおよび３Ｙ
と等しい径のプーリ５Ｘおよび５Ｙがそれぞれ挿通され
、それぞれ回転軸とともに回転する。

回転軸２Ｘおよび２Ｙには、上記糸巻３Ｘおよび３Ｙの
それぞれの軸方向の位置を定めるための案内枠６Ｘおよ
び６Ｙが、それぞれ回転軸の回転とは自在に設けられて
いる。この案内枠６Ｘおよび６Ｙの両端部には、上記プ
ーリ５Ｙおよび５Ｘの回転により、これらのプーリの対
向位置にそれぞれ設けられた従動プーリ７Ｙおよび７ｘ
で反転されるベルト８Ｙおよび８Ｘの両端が固定されて
いる。このベルト８Ｘおよび８Ｙは、それぞればね８Ａ
および８Ｂを介在する。

回転軸２Ｘおよび２Ｙの他端（プーリ５Ｘおよび５Ｙの
反対の端）には、それぞれの回転軸に対して複合糸４Ｘ
および４Ｙをそれぞれ糸巻３Ｘおよび３Ｙに巻き取れる
方向に、回転トルクを常時与えるトルクモータ９Ｘおよ
び９Ｙが設けられる。

回転軸２Ｘおよび２Ｙにはそれぞれの回転量を示す電気
信号を発生する回転センサＩＯＸおよびＩＯＹが設けら
れている。

案内枠６ｘおよび６Ｙは、複合糸４Ｘおよび４Ｙをそれ
ぞれ貫通する小孔（図示せず）が設けられたコ字形状の
素子からなる。

ハンドラ１には、照準ＩＡが所望の入力座標位置にある
とき作業者が操作する入力トリガスイッチＩＢと、平面
板の座標原点を設定するリセットスイッチＩＣが設けら
れる。この二つのスイッチＩＢおよびＩＣはケーブル線
１５に電気的に接続される。

第２図は第１図に示すＡ−Ａ部分図で、従動プーリ７Ｘ
、ベル）８Ｘおよびばね８Ａを示す側面図である。

次に本実施例の動作を説明する。

第１図において、作業者がハンドラ１を右方に（Ｘ軸の
正符号方向）に移動すると、糸巻３Ｙはその変位量だけ
糸４Ｙを送り出す。このとき回転軸２Ｙはプーリ５Ｙ側
からみて反時計方向に回転し、プーリ５Ｙもベルト８Ｙ
を反時計方向に移動させる。したがって糸巻３ＸのＸ方
向の位置を決める案内枠６Ｘは図の右方に移動する。糸
巻３Ｙとプーリ５Ｙとは同径であるから、回転軸２Ｙに
はトルクモータ９Ｙによ回転トルクが作用するので、糸
４Ｙには弛みが生じることがない。このためハンドラ１
および案内枠６ＸのＸ方向の移動距離は等しい。

同様にハンドラ１を下方に（Ｙ軸の負符号方向）に移動
すると、糸巻３Ｙの案内枠６ＹとこのハンドラｌとのＹ
方向の移動距離は等しい。

ハンドラ１を斜めの方向に移動すると、糸巻３Ｘおよび
３Ｙは同時にそれぞれＹ成分およびＸ成分の変位に比例
した量だけ回転し、糸４ｘおよび４Ｙを巻き出しもしく
は巻き込む。このとき、案内枠６Ｘおよび６Ｙがそれぞ
れＹ成分およびＸ成分の変位量だけ移動する。したがっ
て、糸４Ｘおよび４Ｙが照準ＩＡに対してなす角は常に
直角になる。

二つの回転軸２Ｘおよび２Ｙには、それぞれ回転センサ
ＩＯＸおよびＩＯＹが取りつけられていて、各軸の単位
回転角度毎に回転量パルスを発生するとともに、その回
転方向を表す極性信号を送出する。第３図に示すように
、各回転センサＩＯＸおよび１０Ｙの出力回転量パルス
はそれぞれカウンタ回路１）ＹおよびＩＩＸに入力され
、このカウンタ回路１）ＹおよびＩＩＸはそれぞれ回転
極性信号に対応して、カウンタ内容を加算計数または減
算計数する。

各カウンタ回路１）Ｙおよび１）Ｘの内容は、マイクロ
プロセッサ１２に与えられる。

ハンドラ１のリセットスイッチＩＣが操作されると、マ
イクロプロセッサ１２はリセット信号Ｒを発生して、二
つのカウンタ回路１）ＹおよびＩＩＸの内容を「０」に
リセットする。ハンドラ１の入力トリガスイッチＩＢが
操作されると、マイクロプロセッサ１２は、それぞれ二
つのカウンタ回路１）ＹおよびＩＩＸの内容を読み取り
、インタフェース１３（この例ではＲ３−２３２Ｃ）に
、そのインタフェース１３に適合する信号に変換してそ
の内容を送出する。

第４図は本実施例の一実施例形態の全体斜視図である。

本図では、回転軸２Ｘおよびこれに付帯する各手段なら
びにベル）８Ｙおよびこれに付帯する各手段はカバー１
４Ｘに収容され、回転軸２Ｙおよびこれに付帯する各手
段ならびにベルト８Ｘおよびこれに付帯する各手段はカ
バー１４Ｙ内に収容され、平面板２１は留め具１６によ
り枠１７Ｘおよび１７Ｙに固定される。このカバー１４
Ｘおよび１４Ｙは長さは平面板の横と縦の寸法に相当す
るものが必要であるが、その断面形状は小型のものとす
ることができる。

本図において符号１３は図外の上位装置とのインタフェ
ース（Ｒ３−２３２Ｃ）を示し、符号１５は入力トリガ
スイッチＩＢおよびリセットスイッチＩＣの電気信号の
回路を含むケーブル線である。

この平面板には特別の機構等を必要としないので、市販
の任意の形状の製図板等を利用することができる。

以上の説明ではトルクモータ９Ｘおよび９Ｙは電流を与
えることにより常にトルクを発生するものとしたが、こ
のトルクモータ９Ｘおよび９Ｙにサーボ制御を施すこと
ができる。すなわち、装置がきわめて大型になる場合な
どに、ハンドラの移動に伴い糸にたるみが生じることが
考えられる。

このため、ハンドラの移動中すなわちトルクモータの回
転中に、そのトルクが一定になるようにトルクモータに
供給する電流をサーボ制御することがよい。

このサーボ制御のためのトルク測定値は、糸に屈曲を与
えるプーリを各１個追加して、そのプーリの軸方向に加
わる力を検出する方法、あるいはトルクモータに供給す
る電流変化を検出する方法などをとることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の装置は機構が簡単であり
、重量がきわめて小さい。この装置は従来の平面座標プ
ロッタに比べて価格を著しく低く製造することができる
。本発明の装置は、特に大形の装置（例えばＡ２版以上
）についてその経済性が特に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す説明図。 第２図は第１図のＡ−Ａ部分図。 第３図は上記実施例の電気回路のプロッタ構成図。 第４図は上記実施例の一実施形態の全体斜視図。 １・・・ハンドラ、ＩＡ・・・照準、ＩＢ・・・入力ト
リガスイッチ、ＩＣ・・・リセットスイッチ、２Ａ、２
Ｂ・・・キー、２Ｘ、２Ｙ・・・第一および第二の回転
軸、３Ｘ、３Ｙ・・・糸巻、４Ｘ、４Ｙ・・・糸、５Ｘ
、５Ｙ・・・プーリ、６Ｘ、６Ｙ・・・案内枠、７Ｘ、
７Ｙ・・・従動プーリ、８Ａ、８Ｂ・・・ばね、８Ｘ、
８Ｙ・・・ベルト、９Ｘ、９Ｙ・・・トルクモータ、Ｉ
ＯＸ、ＩＯＹ・・・回転センサ、ＩＩＸ、ＩＩＹ・・・
カウンタ回路、１２・・・マイクロプロセッサ、１３・
・・インタフェース（Ｒ３−２３２Ｃ）　、１４Ｘ、　
１４Ｙ・・・カバー、１５・・・ケーブル線、１６・・
・留め具、１７Ｘ、１７Ｙ・・・枠、２１・・・平面板
。 実施例構成説明図 第１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）平面板上を手操作により移動する構造であり平面
   板上の被入力点に位置合わせするための照準を備えたハ
   ンドラと、 このハンドラの上記照準の平面板上のＸ座標およびＹ座
   標に対応する出力信号を送出する電気回路と を備えた平面座標プロッタにおいて、 それぞれ軸廻りに回転自在に支持され各軸方向がそれぞ
   れ上記平面板のＸ軸およびＹ軸に平行な第一および第二
   の回転軸を設け、 上記二つの回転軸にはそれぞれその軸方向に自在に移動
   でき各回転軸と共に回転する糸巻がそれぞれ挿通され、 この糸巻にはそれぞれ一端がこの糸巻に取付けられ他端
   が上記ハンドラに上記照準を基点として互いに直角方向
   の位置にそれぞれ取付けられた糸がそれぞれ巻きつけら
   れ、 上記二つの回転軸にはそれぞれその回転軸と共に回転し
   その径が上記糸巻の径と等しいプーリが挿通され、 上記二つの回転軸にはそれぞれその回転軸に挿通された
   糸巻の各軸方向の位置を定める案内手段を備え、 上記第一の回転軸の上記案内手段は上記第二の回転軸に
   挿通された上記プーリの回転にしたがってその位置が移
   動され、上記第二の回転軸の上記案内手段は上記第一の
   回転軸に挿通された上記プーリの回転にしたがってその
   位置が移動される構造であり、 上記二つの回転軸にはそれぞれその回転軸に対し上記糸
   を巻き取る方向に回転トルクを与える駆動手段を備え、 上記二つの回転軸にはそれぞれその回転方向および回転
   量を示す電気信号を発生して上記電気回路に与える回転
   センサを備えた ことを特徴とする平面座標プロッタ。
2. （２）案内手段は、それぞれ糸が貫通する小孔が設けら
   れたコ字形状の素子と、このコ字形状の素子に固定され
   プーリに巻きつけられた糸状のベルトとを含む特許請求
   の範囲第（１）項に記載の平面座標プロッタ。
3. （３）電気回路には照準が所望の入力座標位置にあると
   きに操作される入力トリガスイッチを含む特許請求の範
   囲第（１）項に記載の平面座標プロッタ。
4. （４）入力トリガスイッチはハンドラと一体的に設けら
   れた特許請求の範囲第（３）項に記載の平面座標プロッ
   タ。
5. （５）各回転センサが発生する電気信号は回転量に対応
   するパルス信号および回転方向を示す極性信号であり、 電気回路は、各回転センサの出力パルス信号をそれぞれ
   その極性信号にしたがって計数する二つのカウンタ回路
   と、照準が平面板上に設定された座標原点にあるときに
   この二つのカウンタ回路をリセットするリセット手段と
   、上記二つのカウンタ回路の内容を送出するインタフェ
   ースとを含む特許請求の範囲第（１）項に記載の平面座
   標プロッタ。