一種位置控制教學實驗平臺的製作方法
2023-09-21 08:33:25
一種位置控制教學實驗平臺的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及教學實驗平臺【技術領域】，提供了一種位置控制教學實驗平臺，包括：控制器、傳感器、限位開關、顯示器、直線滑臺、動力裝置、精確限位裝置、電源；控制器，與傳感器、限位開關、顯示器、動力裝置、精確限位裝置、電源相連接；精確限位裝置，由攝像頭和數顯千分表組成，都通過連接杆安裝於直線滑臺上，同時攝像頭一端與控制器相連接，另一端與數顯千分表相連接；限位開關、傳感器都安裝於直線滑臺上；動力裝置，與直線滑臺相連接。本實用新型具有速度穩定，到達指定位置的匹配度、精準度高、實現可視化、全自動的特點。
【專利說明】一種位置控制教學實驗平臺
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及教學實驗平臺【技術領域】，特別涉及一種位置控制教學實驗平臺。
【背景技術】
[0002]在當今隨著自動化技術的不斷發展與提高，很多工業過程控制中對位置控制技術的應用也越來越廣泛。位置控制技術在自動化產業中有著至關重要的作用，因此，如何更方便，更準確地實現位置控制是工業控制領域內的一個重要問題。
[0003]目前很多高校已經開設了位置控制的實驗課，但沒有相應的配套實驗設施，對位置控制的教學還是重理論輕實驗，所以高校同學對位置控制實驗缺乏深刻的認識，不利於培養具有位置控制技術的高素質人才。
[0004]位置控制實驗研發過程中對精度和速度的控制及其精確度是位置控制技術的關鍵，其性能更需要在位置控制實驗平臺上完成。
[0005]目前在已有的位置控制實驗中，僅僅依靠傳感器來檢測是否到達指定的位置，而這樣的檢測並不能夠真正的達到精準，其系統運行的可靠性也較差，因此在精準度要求較高的場合，往往這樣的裝置是無法完成操作的；進一步地已有的位置控制實驗裝置還存在速度不穩定的問題。
[0006]因此，教學實驗平臺【技術領域】急需一種速度穩定，到達指定位置的匹配度、精準度高、實現可視化、全自動的位置控制教學實驗平臺。
實用新型內容
[0007]本實用新型提供了一種位置控制教學實驗平臺，技術方案如下:
[0008]一種位置控制教學實驗平臺，其特徵在於，包括:控制器、傳感器、限位開關、顯示器、直線滑臺、動力裝置、精確限位裝置、電源；
[0009]控制器，與傳感器、限位開關、顯示器、動力裝置、精確限位裝置、電源相連接；
[0010]精確限位裝置，由攝像頭和數顯千分表組成，都通過連接杆安裝於直線滑臺上，同時攝像頭一端與控制器相連接，另一端與數顯千分表相連接；
[0011]限位開關、傳感器都安裝於直線滑臺上；
[0012]動力裝置，與直線滑臺相連接。
[0013]如上所述的一種位置控制教學實驗平臺，其中，動力裝置還包括:伺服驅動器和驅動電機，並且伺服驅動器與控制器、驅動電機相連接，驅動電機與直線滑臺相連接。
[0014]如上所述的一種位置控制教學實驗平臺，其中，直線滑臺為滾珠滾動導輥直線滑臺，還包括:槓桿、滾動導輥和滑塊，並且用於安裝攝像頭、數顯千分表和傳感器，滑塊位於滾動導輥上，沿著滾動導輥運動，滾動導輥與驅動電機相連接。
[0015]如上所述的一種位置控制教學實驗平臺，其中，傳感器，還包括:雷射測速傳感器、2個雷射對射光電開關傳感器，並且雷射測速傳感器和雷射對射光電開關傳感器都與控制器相連接，槓桿為2根,2個雷射對射光電開關傳感器分別位於2根槓桿上。
[0016]如上所述的一種位置控制教學實驗平臺，其中，限位開關還包括:左限位開關和右限位開關，並且左限位開關和右限位開關都與控制器相連接。
[0017]如上所述的一種位置控制教學實驗平臺，其中，控制器為CPU中央處理器。
[0018]如上所述的一種位置控制教學實驗平臺，其中，還包括:急停開關，與控制器相連接。
[0019]如上所述的一種位置控制教學實驗平臺，其中，還包括:計算機，與控制器相連接。
[0020]如上所述的一種位置控制教學實驗平臺，其中，電源為內置電源或者外置電源。
[0021]如上所述的一種位置控制教學實驗平臺，其中，顯示器為IXD觸摸顯示器。
[0022]本實用新型的有益效果是:
[0023]1.本實用新型的位置控制教學實驗平臺的實踐性較強，操作方便，可以通過觸摸顯示器和計算機2種控制方式實現位置控制實驗，讓學生很直觀的了解位置控制實驗的過程，可操作性更強，直觀性更好，具有更好的教育意義。
[0024]2.教學實驗平臺中各個模塊劃分清晰，結構簡單，並且具有可擴展性。
[0025]3.採用精度較高的數顯千分表來測量運動滑塊，測量更加精確。
[0026]4.通過傳感器對直線平臺的運行速度進行實時採集，並通過控制器進行調整，能夠使其勻速行駛，更加平穩，通過限位開關對直線平臺到達的位置進行限定，具有更好的實現意義，可操作性更強。
[0027]5.採用攝像頭讀取數顯千分表的數據傳送到控制器進行對比，實現微調滑塊，更加精確的到達位置，誤差小，匹配度高。
[0028]6.採用IXD觸摸顯示器，進行調節控制，並且將設定參數和距離、運動速度、故障等實時顯示在在觸摸顯示器上，方便工作人員和學生查看，大大提高了工作效率。
[0029]7.本實用新型還可以在控制器外連接計算機，當IXD觸摸顯示器壞了的時候，可以通過計算機輸出命令，不會出現停止工作的現象，可操作性更強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]下面結合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本實用新型:
[0031]圖1是本實用新型一種位置控制教學實驗平臺的結構框圖。
[0032]圖2是本實用新型一種位置控制教學實驗平臺的結構框圖。
[0033]圖3是本實用新型一種位置控制教學實驗平臺的結構示意圖。
[0034]圖4是本實用新型一種位置控制教學實驗平臺的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0035]為了使本實用新型技術實現的措施、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0036]圖1是本實用新型一種位置控制教學實驗平臺的結構框圖，圖3是本實用新型的一種位置控制教學實驗平臺的結構示意圖。
[0037]如圖1、圖3所示，本實用新型提供了一種位置控制教學實驗平臺，包括:控制器1、傳感器6、限位開關5、顯示器2、直線滑臺8、動力裝置4、精確限位裝置5、電源3 ;控制器1，與傳感器6、限位開關5、顯示器2、動力裝置4、精確限位裝置5、電源3相連接；精確限位裝置7，由攝像頭701和數顯千分表702組成，都通過連接杆安裝於直線滑臺上，安裝於直線滑臺8上，同時攝像頭701 —端與控制器I相連接，另一端與數顯千分表701相連接；限位開關5、傳感器6都安裝於直線滑臺8上；動力裝置4，與直線滑臺8相連接。
[0038]圖2是本實用新型一種位置控制教學實驗平臺的結構框圖，圖4是本實用新型一種位置控制教學實驗平臺的結構示意圖。
[0039]如圖2、圖4所示，動力裝置4還包括:伺服驅動器401和驅動電機402，並且伺服驅動器401與控制器1、驅動電機402相連接，驅動電機402與直線滑臺8相連接；限位開關5還包括:左限位開關501和右限位開關502，並且左限位開關501和右限位開關502都與控制器I相連接；控制器I為CPU中央處理器；傳感器6，還包括:雷射測速傳感器601、2個雷射對射光電開關傳感器602，並且雷射測速傳感器601和2個雷射對射光電開關傳感器602都與控制器I相連接；顯示器2為IXD觸摸顯示器。
[0040]如圖4所示，直線滑臺8為滾珠滾動導輥直線滑臺，還包括:槓桿801、滾動導輥802和滑塊803，並且槓桿801用於安裝攝像頭701、數顯千分表702和雷射測速傳感器601、2個雷射對射光電開關傳感器602,滑塊803位於滾動導棍802上,沿著滾動導棍802運動，滾動導輥802與驅動電機402相連接；槓桿801為2根，2個雷射對射光電開關傳感器602分別位於2根槓桿801上。
[0041]從圖2、圖3中可知，本實用新型的另一實施例中還包括:急停開關9和未在圖中畫出的計算機10，急停開關9和計算機10都與控制器I相連接，急停開關9用於在突發狀況下，使直線滑臺8緊急停止，以免造成事故或者危險；計算機10用於給控制器I傳送指令。
[0042]本實用新型中的電源3既可以是內置電源，例如電池，也可是外置電源，例如電線插頭與外置插座相連接。
[0043]本實用新型工作時，首先將所有裝置都連接上，電源3為外置電源時，將其插在外置插座上，保證電源3對控制器I進行供電；然後通過LED觸摸顯示器2或者計算機10輸入滾珠滾動導輥直線滑臺8需要到達的位置坐標或者距離等信息，與LED觸摸顯示器2或者計算機10相連接的控制器I接到此位置信息後，命令伺服驅動器401運動，伺服驅動器401命令伺服電機402轉動，伺服電機402帶動滑塊803沿著滾動導輥802運動，當滑塊803到達限位開關4位置時，由雷射對射光電開關傳感器602進行定位，並將已經定位完成的信號傳給控制器1，控制器I命令伺服驅動器401停止運動，隨即滑塊803停止運動；然後位於槓桿801上的數顯千分表702對滑塊到達的位置進行測量，攝像頭701對數顯千分表測量的數值進行實時監控，並將監控到的數值傳遞給控制器1，控制器將監測到的數值與預先設定的數值進行比較後，當在要求的精度範圍內，無需調整，本次工作結束；當不在要求的精度範圍內，控制器命令伺服驅動器重新啟動，重複上述過程，直至一致為止。
[0044]本實用新型通過在直線滑臺8的滾動導輥2端設置限位開關501和502，可以有效的防止滑塊803畫出滾動導輥的長度範圍，造成損壞，延長使用壽命；當滑塊803滑到限位開關501或者502的位置，仍沒有達到其預先設定的位置時，限位開關501或者502會傳遞給控制器I 一個到達限位開關的信號，控制器I會將此信息傳遞到IXD觸摸顯示器2上，當工作人員看到此種現象時，通過LCD觸摸顯示器2上的停止按鍵，傳遞給控制器2 —個停止運動的命令，然後滑塊803停止運動；工作人員通過位於直線滑臺8下方的支撐腳，將本實用新型挪動到合適的位置後，再繼續工作。
[0045]本實用新型在上述運動過程中，通過位於槓桿801上的雷射測速傳感器601實時測量滑塊803的運動速度，並將運動速度值傳送給控制器1，控制器I通過與預先設定的速度進行比較，保證其以勻速的形式運動，更加穩定、安全、可靠。
[0046]本實用新型工作中，控制器I將其收到的滑塊803的坐標或者距離值、運動速度值、內置電池的電量等實時的傳遞給LCD觸摸顯示器2或者計算機10，將其狀態值等實時的顯示出來。
[0047]本實用新型的位置控制教學實驗平臺的實踐性較強，操作方便，可以通過觸摸顯示器和計算機2種控制方式實現位置控制實驗，讓學生很直觀的了解位置控制實驗的過程，可操作性更強，直觀性更好，具有更好的教育意義。
[0048]本實用新型的教學實驗平臺中各個模塊劃分清晰，結構簡單，並且具有可擴展性。
[0049]本實用新型的採用精度較高的數顯千分表來測量運動滑塊，測量更加精確。
[0050]本實用新型的通過傳感器對直線平臺的運行速度進行實時採集，並通過控制器進行調整，能夠使其勻速行駛，更加平穩，通過限位開關對直線平臺到達的位置進行限定，具有更好的實現意義，可操作性更強。
[0051]本實用新型的採用攝像頭讀取數顯千分表的數據傳送到控制器進行對比，實現微調滑塊，更加精確的到達位置，誤差小，匹配度高。
[0052]本實用新型的採用IXD觸摸顯示器，進行調節控制，並且將設定參數和距離、運動速度、故障等實時顯示在在觸摸顯示器上，方便工作人員和學生查看，大大提高了工作效率。
[0053]本實用新型還可以在控制器外連接計算機，當IXD觸摸顯示器壞了的時候，可以通過計算機輸出命令，不會出現停止工作的現象，可操作性更強。
[0054]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【權利要求】
1.一種位置控制教學實驗平臺，其特徵在於，包括:控制器、傳感器、限位開關、顯示器、直線滑臺、動力裝置、精確限位裝置、電源； 所述控制器，與所述傳感器、限位開關、顯示器、動力裝置、精確限位裝置、電源相連接; 所述精確限位裝置，由攝像頭和數顯千分表組成，都安裝於直線滑臺上，同時所述攝像頭一端與所述控制器相連接，另一端與所述數顯千分表相連接； 所述限位開關、傳感器都安裝於所述直線滑臺上； 所述動力裝置，與所述直線滑臺相連接。
2.根據權利要求1所述的一種位置控制教學實驗平臺，其特徵在於，所述動力裝置還包括:伺服驅動器和驅動電機，並且所述伺服驅動器與控制器、驅動電機相連接，所述驅動電機與直線滑臺相連接。
3.根據權利要求2所述的一種位置控制教學實驗平臺，其特徵在於，所述直線滑臺為滾珠滾動導輥直線滑臺，還包括:槓桿、滾動導輥和滑塊，並且所述槓桿用於安裝攝像頭、數顯千分表和傳感器，所述滑塊位於滾動導輥上，沿著所述滾動導輥運動，所述滾動導輥與驅動電機相連接。
4.根據權利要求3所述的一種位置控制教學實驗平臺，其特徵在於，所述傳感器，還包括:雷射測速傳感器、2個雷射對射光電開關傳感器，並且所述雷射測速傳感器和雷射對射光電開關傳感器都與控制器相連接；所述槓桿為2根，2個所述雷射對射光電開關傳感器分別位於2根槓桿上。
5.根據權利要求1所述的一種位置控制教學實驗平臺，其特徵在於，所述限位開關還包括:左限位開關和右限位開關，並且所述左限位開關和右限位開關都與控制器相連接。
6.根據權利要求1所述的一種位置控制教學實驗平臺，其特徵在於，所述控制器為CPU中央處理器。
7.根據權利要求1所述的一種位置控制教學實驗平臺，其特徵在於，還包括:急停開關，與所述控制器相連接。
8.根據權利要求1所述的一種位置控制教學實驗平臺，其特徵在於，還包括:計算機，與所述控制器相連接。
9.根據權利要求1所述的一種位置控制教學實驗平臺，其特徵在於，所述電源為內置電源或者外置電源。
10.根據權利要求1所述的一種位置控制教學實驗平臺，其特徵在於，所述顯示器為IXD觸摸顯示器。
【文檔編號】G09B19/00GK204010487SQ201420482728
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月26日 優先權日:2014年8月26日
【發明者】蘇鵬雲, 餘朝剛, 張宇佳, 於長達 申請人:上海工程技術大學