三轴联动G代码绘图运动平台结构

　　这套结构面向教学实验与小型数控运动验证场景，核心是把G代码路径解析、摇杆手动输入和三轴直线运动结合起来，形成可绘制轨迹、可求解迷宫路径的桌面级运动装置。整体采用双侧立式支撑配合水平横梁的框架形式，两根红色竖向立柱承担Z向导向与承载，立柱上下端设置紫色端座，端座内布置带轮与轴系连接位，能够容纳同步带或光轴传动组件；中部灰色滑块沿竖向光轴升降，滑块外侧延伸出横向安装面，用于固定笔架、标记头或小型执行末端。

　　从实际用途看，该装置并不追求金属切削机床的刚性，而是服务于大学项目中的运动控制验证：上位或控制板读取G代码后，将路径拆分为X、Y、Z三个方向的位移指令，arduino控制板负责脉冲输出与动作协调；接入joystick摇杆后，操作者可以手动推动末端在平面内移动，系统同步记录轨迹，既可以在纸面完成线条绘制，也可以把迷宫栅格转化为坐标路径，通过运动平台演示求解后的行走路线。这种设计把抽象的插补、坐标映射和限位逻辑变成可见的机械动作，适合数控原理、机电一体化、创客课程和自动化入门实验使用。

　　结构设计上，平台没有采用复杂铸件机身，而是以光轴、滑块、板件和标准紧固件组合成型。四根水平光轴在空间中构成正交导向关系：前后方向与左右方向的轴系分别约束对应滑台，灰色方块形滑座通过通孔套在光轴上，内部可加装直线轴承或自润滑衬套，降低往复运动阻力。底部滑座与中部横梁滑座之间保留明确的运动包络，执行末端安装在交汇区域，避免多轴联动时发生支架干涉。竖向立柱的截面尺寸和端座开孔位置决定了Z向升降行程，横梁长度则限制X向绘图宽度；底部框架需要预留控制板、驱动板、接线和电源的布置空间，模型中红色底座件已经给出电机安装孔与轴孔位置，装配时可将步进电机藏入底座内部，通过联轴器或带轮把旋转运动传递给丝杠、同步带或齿条机构。

　　安装边界方面，整机属于桌面设备，占地范围由底部两根横向光轴和左右立柱间距共同决定。立柱上端紫色带轮座突出于框架外侧，维护时需要在两侧留出手指或工具操作空间；底部滑台向前后方向伸出轴端，设备背面不能紧贴墙面，否则会限制传动件拆装。末端执行器若更换为画笔、激光头或吸盘，应重新核算Z向最低位置与工作台面的安全间隙，防止下降过量压弯光轴。由于框架杆件较多、连接板偏轻薄，实际加工时应关注立柱与底板的垂直度，滑块装配后要手动全程推拉，确认无卡滞、无偏磨，再进行电机联动调试。

　　功能实现的关键在于机械结构与控制逻辑的匹配。G代码中的直线段可以直接映射为平台坐标，摇杆输入则需要设置死区和速度比例，避免手动操作时末端抖动；迷宫求解模式下，平台不仅是绘图设备，也相当于一个两轴半坐标执行器，能够把算法生成的路径逐段复现。三维建模时需要重点检查光轴长度、滑座厚度、端座轮系位置和末端行程之间的关系，保证传动路线连续，螺栓孔与电机轴孔同轴，装配后各轴运动方向符合坐标系定义。