一種立體自動化教學展示平臺的製作方法

2023-05-01 08:18:31 1

一種立體自動化教學展示平臺的製作方法
【專利摘要】一種立體自動化教學展示平臺，整個平臺包括機械運動部分，電子控制部分。其中機械部分包括機架，旋轉機構，升降平移機構。其中固定功能的機架由底座，頂蓋，支撐柱，載物臺，旋轉頂蓋，軸承座，螺栓組成；步進電機I，步進電機II作為兩個動力源；旋轉機構由齒輪I，齒輪II，軸承，步進電機II組成；旋轉變平移機構由可移動託手，直線絲杆導軌，步進電機I組成。電子部分有顯示屏，串口調試，紅外遙控，語音播放，電機驅動模塊等組成。整個平臺可以遙控的控制下做出升降旋轉的動作，並通過串口操作顯示屏播放相對應的視頻，同時播放語音，機械運動和視頻語音播放同步進行。本平臺結構簡單，通用性強，運動穩定性高，精度高。
【專利說明】一種立體自動化教學展示平臺

【技術領域】
[0001] 本實用新型主要涉及立體教學展示平臺，特別涉及一種可自動控制的展示旋轉平 臺，屬於機電一體化設計領域。

【背景技術】
[0002] 在機電一體化設計領域，在機械設計過程中往往是把多種運動整合在一起，由同 一個動力源輸出，多個接觸點，這麼單動力摩擦噪聲很大，而且動力輸出欠佳。目前的教學 展示平臺以手動控制居多，或者是櫃體式靠牆運行，不能從多個角度展示各個部件的運動 情況，效率不佳。本實用新型發明了一種立體式自動化展示平臺，可以解決自動控制問題且 能多角度展示模型教具的運動機理。本設計可靠強度大，結構新穎，使用方便，可以異步實 現旋轉升降，也可以同時執行旋轉升降，效率高。 實用新型內容
[0003] 本實用新型的目的是設計一種將旋轉和升降相結合的平臺，可以高效率的傳動， 將物體抬升至指定位置，本設計符合機械設計要求；在模型教具到達指定位置後顯示屏播 放該模型的視屏並配有語音講解，可以遙控控制平臺的運動，實現自動化。
[0004] 為實現上述目的，我們採用的方案是：
[0005] -種立體自動化教學展示平臺，整個平臺包括機械運動部分，電子控制部分。整個 平臺由頂蓋（1)，支撐柱（2)，移動託手（3)，載物臺（4)，步進電機I (5)，底座（6)，螺栓（7)， 步進電機II (8)，直線絲杆導軌（9)，旋轉支架（10)，齒輪1(11)，電機支架（12)，軸承（13)， 齒輪II (14)，軸承支撐架（15)，中心軸（16)，顯示屏支架（17)，顯示屏（18)遙控器（19)組 成。其中固定功能的機架由底座，頂蓋，支撐柱，載物臺，旋轉頂蓋，軸承座，螺栓組成；步進 電機I，步進電機II作為兩個動力源；旋轉機構由齒輪I，齒輪II，軸承，步進電機II組成； 旋轉變平移機構由可移動託手，直線絲杆導軌，步進電機I組成。電子部分有顯示屏，串口 調試，紅外遙控，語音播放，電機驅動模塊等組成。整個平臺可以遙控的控制下做出升降旋 轉的動作，並通過串口操作顯示屏播放相對應的視頻，同時播放語音，機械運動和視頻語音 播放同步進行。當步進電機1(5)通電旋轉後，電機旋轉，電機軸和絲杆之間用聯軸器相連， 絲杆旋轉，在由滾珠，螺母，絲杆組成的滾珠絲杆副的帶動下，託手支撐臺做直線升降運動， 移動託手（3)在託手支撐臺的帶動下上升到頂端，此刻當步進電機11(8)通電，電機11(8) 旋轉，帶動齒輪I (11)旋轉，齒輪I (11)和齒輪II (14)嚙合，從而齒輪II (14)旋轉，齒輪 11(14)通過鍵帶動中心軸（16)旋轉，中心軸（16)旋轉帶動軸上的直線絲杆整體做旋轉運 動，移動託手（3)在絲杆支撐臺的作用下做旋轉運動。本系統安全可靠，穩定性強，自動化 控制。
[0006] 本新型發明整體組成連接及固定方式：底座（6)，載物臺（4)，頂蓋（1)和支撐住 (2)組成整個平臺機架。步進電機11(8)固定在電機支架（12)上，電機支架（12)通過螺 栓（7)固定在地盤上，齒輪1(11)固定在步進電機II⑶與齒輪11(14)嚙合，齒輪與軸之 間通過鍵周向固定，齒輪II帶動中心軸（16)旋轉，中心軸與步進電機I (5)相連，直線絲杆 導軌（9)頂部與旋轉支架（10)相連，其他部位用螺栓固定。
[0007] 所述的機械部分分下面兩大結構：步進電機I (5)和齒輪傳動組成具有旋轉功能 的機構；步進電機II (8)，直線絲杆導軌（9)組成具有升降功能的機構。電子控制部分由紅 外遙控（19)，顯示屏（18)組成，構成人機互動界面。
[0008] 所述的運動狀態主要指以下3種：整個平臺中兩個動力電機可異步通電工作，兩 種運動可以錯時進行也可以同時進行。當只有步進電機1(5)通電時只做升降運動；只有步 進電機11(8)通電時只做旋轉運動；當兩個電機都通電時，移動託手（3)做螺旋線上升運 動。
[0009] 所述的可以控制角度指兩級齒輪傳動機構中齒輪I (11)，齒輪II (14)，齒數都是4 的整數倍，在旋轉過程中可以實現整90°的旋轉。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0010] 本平臺的整體結構如圖1，圖2所示。
[0011] 圖中的具體標號是：
[0012] 頂蓋（1)，支撐柱（2)，移動託手（3)，載物臺（4)，步進電機1(5)，底座（6)，螺栓 (7)，步進電機II (8)，直線絲杆導軌（9)，旋轉支架（10)，齒輪I (11)，電機支架（12)，軸承
[13] ，齒輪II (14)，軸承支撐架（15)，中心軸（16)，顯示屏支架（17)，顯示屏（18)遙控器 (19)。

【具體實施方式】
[0013] 此平臺中的動力電機步進電機1(10)，步進電機1(10)1中的任意一個通電旋轉都 可以帶動託手實現一定的運動軌跡。下面結合具體實施列來詳細說明，但不作為本實用新 型的局限。
[0014] 實例：按下遙控，使步進電機按規律旋轉
[0015] 當步進電機1(5)通電旋轉後，電機旋轉，電機軸和絲杆之間用聯軸器相連，絲杆 旋轉，在由滾珠，螺母，絲杆組成的滾珠絲杆副的帶動下，託手支撐臺做直線升降運動，移 動託手（3)在託手支撐臺的帶動下上升到頂端，此刻當步進電機11(8)通電，電機11(8) 旋轉，帶動齒輪I (11)旋轉，齒輪I (11)和齒輪Π (14)嚙合，從而齒輪II (14)旋轉，齒輪 11(14)通過鍵帶動中心軸（16)旋轉，中心軸（16)旋轉帶動軸上的直線絲杆整體做旋轉運 動，移動託手（3)在絲杆支撐臺的作用下做旋轉運動。在步進電機II通電的同時，顯示屏 開始播放視頻，對展示的模型教具進行詳細的講解。
[0016] 應當指出，以上所述【具體實施方式】可以讓本領域的人更清晰，更全面的認識本實 用新型發明，但不限制任何本創新發明。
【權利要求】
1. 一種立體自動化教學展示平臺，其特徵在於整個平臺包括機械運動部分，電子控 制部分，整個平臺由頂蓋（1)，支撐柱（2)，移動託手（3)，載物臺（4)，步進電機1(5)，底 座（6)，螺栓（7)，步進電機II (8)，直線絲杆導軌（9)，旋轉支架（10)，齒輪1(11)，電機支 架（12)，軸承（13)，齒輪II (14)，軸承支撐架（15)，中心軸（16)，顯示屏支架（17)，顯示屏 (18)遙控器（19)組成，其中固定功能的機架由底座，頂蓋，支撐柱，載物臺，旋轉頂蓋，軸承 座，螺栓組成；步進電機I，步進電機II作為兩個動力源；旋轉機構由齒輪I，齒輪II，軸承， 步進電機II組成；旋轉變平移機構由可移動託手，直線絲杆導軌，步進電機I組成，電子部 分有顯示屏，串口調試，紅外遙控，語音播放，電機驅動模塊等組成，整個平臺可以遙控的控 制下做出升降旋轉的動作，並通過串口操作顯示屏播放相對應的視頻，同時播放語音，機械 運動和視頻語音播放同步進行。
2. 根據權利要求1所述的一種立體自動化教學展示平臺，其特徵在於整個平臺由一級 齒輪傳動機構，一個直線升降運動機構。
3. 根據權利要求1所述的一種立體自動化教學展示平臺，其特徵在於整個平臺中兩個 動力電機可異步通電工作，兩種運動可以錯時進行也可以同時進行。
4. 根據權利要求1所述的一種立體自動化教學展示平臺，其特徵在於整個平臺可以由 遙控進行運動控制，顯示屏能顯示教具的實時動態，並配合有語音講解。
5. 根據權利要求1所述的一種立體自動化教學展示平臺，其特徵在於整個平臺齒輪傳 動機構中齒輪I (11)，齒輪Π (14)，齒數都是4的整數倍，在旋轉過程中可以實現整90°的 旋轉。
【文檔編號】A47F5/00GK203873413SQ201420125506
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年3月16日 優先權日:2014年3月16日
【發明者】黎煊, 高雲, 李冬, 王 華, 楊天園, 王祥棟, 楊專, 鄭葛力, 鄭中權, 楊樂, 王嬌嬌, 張偉, 周禕妮 申請人:華中農業大學