步进电机拖动的电梯示教装置的制作方法
专利名称：步进电机拖动的电梯示教装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种步进电机拖动的电梯示教装置，属机电一体化技术领域。
背景技术：
现有的电梯示教装置，采用交流或直流电机进行拖动，要求每层都有判别电梯到达的传感器或行程开关，且传感器或行程开关的位置一经确定，楼层的高度和层数也随之确定，它不仅结构复杂，也不能满足层次化教学的要求。
发明内容
本发明是针对现有技术中的电梯示教装置的不足，提供一种步进电机拖动的电梯
示教装置。实现上述发明目的技术方案是一种步进电机拖动的电梯示教装置，包括构成电梯框架结构的顶板、外侧滑杆、内侧滑杆、左侧支柱、右侧支柱、后支柱、底板，其中外侧滑杆、内侧滑杆、左侧支柱、右侧支柱、后支柱的上端与下端分别与顶板和底板固接，还包括设置在电梯框架结构内部的电梯轿厢，电梯轿厢传动装置，电梯轿厢定位装置和电梯轿厢保护装置，其中a、所述电梯轿厢传动装置中的步进电机固定在底板上，步进电机前端轴与齿形皮带轮固接，与该齿形皮带轮垂直对应的顶板上设置有齿形皮带滑轮，二者通过齿形皮带连接传动；b、所述电梯轿厢定位装置中，轿厢滑架一端与电梯轿厢固接，另一端与齿形皮带固接；所述轿厢滑架上装有轿厢滑架定位卡，该定位卡分别与两滑杆活动连接；所述顶板上面设置有对重物连接绳左、右滑轮，对重物连接绳设置在重物连接绳左、右滑轮上，其一端与轿厢滑架连接，另一端与对重物连接；C、所述电梯轿厢保护装置包括基站到达传感器和防撞顶传感器，所述基站到达传感器和防撞顶传感器分别设置在后立柱的下端和上端。与现有技术相比，本发明采用步进电机对电梯示教装置的升降进行拖动，可以省去每层之间的电梯到达传感器或行程开关，简化了硬件电路，且楼层的高度和层数可根据学生的知识掌握程度进行设定，以满足层次化教学要求。本发明结构简单，设计科学合理， 具有低成本、定位精确、组合方便、使用灵活等特点。由于步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度的控制，所以，通过采用步进电机轴固接齿形皮带轮，齿形皮带轮旋转后带动齿形皮带，齿形皮带带动电梯轿厢滑架， 即带动电梯轿厢，尽而实现电梯轿厢准确到达楼层位置的目的。正面贴有刻度尺的前支柱与带有强力磁铁的楼层横板以及带有强力磁铁的楼层号标示板三者配合使用，可以方便地定位楼层的高度和层数。步进电机被广泛应用于机器人、机械手、打印机、智能仪器仪表及数控机床。步进电机的驱动原理是通过它每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转，每输入一个有规律的脉冲信号，步进电机就转动一个固定的角度，总转动角度由输入脉冲个数决定， 步进电机的转速由脉冲信号频率决定。步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度的控制，尽而实现电梯轿厢准确到达楼层位置的目的。
图1是本发明的正视立体图。图2是本发明的磁力吸合楼层横板后视立体图。图3是本发明的磁力吸合楼层横板局部分解图。图4是本发明的各楼层磁力吸合楼层号标示板正视立体图。图5是本发明的磁力吸合楼层号标示板后视立体图。图6是本发明的磁力吸合楼层号标示板局部分解图。图7是本发明在未吸合磁力吸合楼层横板和楼层号标示板时的正视立体图。图8是本发明作为3层电梯示教装置的正视立体图。图9是本发明作为5层电梯示教装置的正视立体图。图10是本发明采用单片机实现的步进电机驱动控制电路原理图。图中，顶板1、外侧滑杆2、齿形皮带滑轮支架3、齿形皮带滑轮轴4、齿形皮带滑轮轴过孔5、齿形皮带滑轮6、齿形皮带7、磁力吸合楼层号标示板8、四楼层标号9、对重物连接绳10、内侧滑杆11、轿厢滑架过孔12、轿厢滑架13、轿厢滑架定位卡14、轿厢滑架定位卡上过孔15、轿厢滑架上固定螺丝16、轿厢滑架定位卡下过孔17、轿厢滑架下固定螺丝18、三楼层标号19、二楼层标号20、右侧高度标尺21、右侧支柱22、一楼层标号23、齿形皮带轮24、 步进电机前端轴25、步进电机沈、步进电机后端轴27、步进电机控制导线COM端观、步进电机控制导线A相四、步进电机控制导线B相30、步进电机控制导线C相31、步进电机控制导线D相32、步进电机固定卡33、步进电机固定卡过孔34、自攻螺丝35、齿形皮带轮孔36、底板37、左侧支柱38、基站横板39、左侧高度标尺40、基站到达传感器41、后支柱42、磁力吸合楼层横板43、对重物44、电梯轿厢45、电梯轿厢门口 46、防撞顶传感器47、对重物连接绳左滑轮支架48、对重物连接绳左滑轮支架过孔49、对重物连接绳左滑轮轴50、对重物连接绳左滑轮51、对重物连接绳右滑轮支架过孔52、对重物连接绳右滑轮轴53、对重物连接绳右滑轮M、对重物连接绳右滑轮支架55、对重物连接绳过孔56、强力磁铁嵌入孔57、强力磁铁58、强力胶59、五楼层标号60。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步描述。见图1-10，该步进电机拖动的电梯示教装置，包括构成电梯框架结构的顶板1、外侧滑杆2、内侧滑杆11、左侧支柱38、右侧支柱22、后支柱42、底板37，其中外侧滑杆2、内侧滑杆11、左侧支柱38、右侧支柱22、后支柱42的上端与下端分别与顶板1和底板37固接， 还包括设置在电梯框架结构内部的电梯轿厢45，电梯轿厢传动装置，电梯轿厢定位装置和电梯轿厢保护装置，其中电梯轿厢传动装置中的步进电机沈固定在底板37上，步进电机前端轴25与齿形皮带轮M固接，与该齿形皮带轮M垂直对应的顶板1上设置有齿形皮带滑轮6，二者通过齿形皮带7连接传动；电梯轿厢定位装置中，轿厢滑架13 —端与电梯轿厢45固接，另一端与齿形皮带7 固接；轿厢滑架13上装有轿厢滑架定位卡14，该定位卡14分别与两滑杆2、11活动连接； 顶板1上面设置有对重物连接绳左、右滑轮51、54，对重物连接绳10设置在对重物连接绳左、右滑轮5154上，其一端与轿厢滑架13连接，另一端与对重物44连接；电梯轿厢保护装置包括基站到达传感器41和防撞顶传感器47，基站到达传感器 41和防撞顶传感器47分别设置在后立柱42的下端和上端。步进电机拖动的电梯示教装置还包括高度标尺、磁力吸合楼层横板43、磁力吸合楼层号标示板8 ；左侧支柱38和右侧支柱22上分别固接有高度标尺；多个磁力吸合楼层横板43和多个磁力吸合楼层号标示板8设置在左侧支柱38和右侧支柱22上。磁力吸合楼层横板43后面的两端，以及磁力吸合楼层号标示板8的后面分别设置有强力磁铁嵌入孔，该嵌入孔内固接有强力磁铁。见附图1，顶板1的下面与外侧滑杆2、内侧滑杆11、滑轮支架3、右侧支柱22、左侧支柱38、后支柱42的上端面固接。顶板1的上面与对重物连接绳左滑轮支架48、对重物连接绳右滑轮支架55的下面固接。顶板1上有对重物连接绳过孔56。对重物连接绳左滑轮支架48上有对重物连接绳左滑轮支架过孔49、对重物连接绳左滑轮轴50与对重物连接绳左滑轮支架过孔49固接、对重物连接绳左滑轮轴50与对重物连接绳左滑轮51滑动配合连接，对重物连接绳左滑轮51的滑轮槽与对重物连接绳10滚动连接。对重物连接绳右滑轮支架55上有对重物连接绳右滑轮支架过孔52、对重物连接绳右滑轮轴53与对重物连接绳右滑轮支架过孔52固接、对重物连接绳右滑轮轴53与对重物连接绳右滑轮M滑动配合连接，对重物连接绳右滑轮M的滑轮槽与对重物连接绳10滚动连接。底板37的上面与外侧滑杆2、内侧滑杆11、右侧支柱22、左侧支柱38、后支柱42
的下端面固接。步进电机沈由步进电机固定卡33固定，步进电机固定卡33上有步进电机固定卡过孔34，自攻螺丝35通过步进电机固定卡过孔34将步进电机固定卡33与底板37固定。步进电机的输出轴包括步进电机前端轴25和步进电机后端轴27，步进电机前端轴25与齿形皮带轮孔36固接，齿形皮带轮M与齿形皮带7滚动连接。步进电机前端轴25 与步进电机后端轴27为同一轴。齿形皮带滑轮支架3上有齿形皮带滑轮轴过孔5，齿形皮带滑轮轴4与齿形皮带滑轮轴过孔5固接。齿形皮带滑轮轴4与齿形皮带滑轮6滑动配合连接，齿形皮带滑轮6的齿端与齿形皮带7滚动连接。轿厢滑架定位卡14上有轿厢滑架定位卡上过孔15和轿厢滑架定位卡下过孔17， 轿厢滑架上固定螺丝16和轿厢滑架下固定螺丝18通过轿厢滑架定位卡上过孔15和轿厢滑架定位卡下过孔17与轿厢滑架13连接，同时将齿形皮带7与轿厢滑架13固定。
电梯轿厢45与轿厢滑架13固接，轿厢滑架13、轿厢滑架定位卡14与外侧滑杆2、 内侧滑杆11滑动配合连接。齿形皮带轮M的正转或反转带动齿形皮带7动作，尽而实现电梯轿厢45的上升或下降，电梯轿厢45的前面有电梯轿厢门口 46。轿厢滑架13上有轿厢滑架过孔12，轿厢滑架过孔12与对重物连接绳10的首端连接，对重物连接绳10穿过顶板1的对重物连接绳过孔56后，其末端与对重物44连接。基站横板39与右侧支柱22、左侧支柱38固接。多个磁力吸合楼层横板43的后面有强力磁铁嵌入孔57，强力磁铁58通过强力胶 59与强力磁铁嵌入孔57固定。多个磁力吸合楼层横板43的后面的强力磁铁58与左侧支柱38和右侧支柱22的正面按不同层次位置吸合，左侧支柱38的正面有左侧高度标尺40，右侧支柱22的正面有右侧高度标尺21。多个磁力吸合楼层号标示板8的后面有强力磁铁嵌入孔57，强力磁铁58通过强力胶59与强力磁铁嵌入孔57固定。多个磁力吸合楼层号标示板8的后面的强力磁铁58与右侧支柱22的正面按不同层次位置吸合，右侧支柱22的正面有右侧高度标尺21。多个磁力吸合楼层号标示板8的正面分别有一楼层标号23、二楼层标号20、三楼层标号19、四楼层标号9、五楼层标号60。基站到达传感器41固接在后支柱42正面的下方，防撞顶传感器47固接在后支柱 42正面的上方。 步进电机16有步进电机控制导线COM端28、步进电机控制导线A相四、步进电机控制导线B相30、步进电机控制导线C相31、步进电机控制导线D相32。本实施例中采用步进电机轴固接齿形皮带轮，齿形皮带轮旋转后带带动齿形皮带，齿形皮带带动电梯轿厢滑架，即带动电梯轿厢，尽而实现电梯轿厢准确到达楼层位置的目的。本实施例中带有强力磁铁的楼层横板以及楼层号标示板，可以根据示教要求方便地定位楼层的高度和层数。本发明的使用方法本实施例中，采用四相步进电机，四相四拍正向通电顺序为 AB — BC — CD — DA — AB...。四相四拍反向通电顺序为 AB — DA — CD — BC — AB...。本实施例中，步进电机每正向转动56步，则电梯箱上升10mm。同理，步进电机每反向转动56步，则电梯箱下降10mm。按照附图1，本发明实施例中，作为4层电梯示教装置时，设1至4层的高度为 400mm，则每层的高度为400mm/4 = 100mm。作为4层电梯示教装置时，设电梯箱每上升一层为&步，已知步进电机每正向转动 56 步电梯箱上升 10mm，则)(4/100 = 56/10，即 & = 56X100/10 = 560 步。按照附图8，本发明实施例中，作为3层电梯示教装置时，设1至3层的高度为 390mm，则每层的高度为390mm/3 = 130mm。作为3层电梯示教装置时，设电梯箱每上升一层为\步，已知步进电机每正向转动 56 步电梯箱上升 10讓，则)(3/130 = 56/10，即 = 56X130/10 = 7 步。按照附图9，本发明实施例中，作为5层电梯示教装置时，设1至5层的高度为 400mm，则每层的高度为400mm/5 = 80mm。作为5层电梯示教装置时，设电梯箱每上升一层为\步，已知步进电机每正向转动 56 步电梯箱上升 10mm，则)(5/80 = 56/10，即 & = 56X80/10 = 448 步。按照附图10，本发明实施例中采用了单片机实现对步进电机的驱动与控制。附图10中，Ul为单片机集成电路芯片(本实施例中采用AT89C52)，U1的Pl 口作为输入，Pl. 0的Kl来自基站到达传感器，Pl. 1接收一层向上呼叫信号，Pl. 2接收二层向上呼叫信号，Pl. 3接收二层向下呼叫信号，Pl. 4接收三层向上呼叫信号，Pl. 5接收三层向下呼叫信号，Pl. 6接收四层向下呼叫信号，Pl. 7的K8来自防撞顶传感器。Ul的\c为正电源，Vss为地。Ul的P2 口的低4位作为输出，Ρ2·0、Ρ1· 1、Pl. 2、Pl. 3通过驱动器U2 (本实施例中采用皿拟803)去控制步进电机的Α、B、C、D相。U2的mi-IN8每个输入端及0UT1-0UT8每个输出端两两并联使用，是为了增加驱动功率。R1-R8为上拉电阻，R9-R12为限流电阻。COM为步进电机A、B、C、D相的共端，U2 的Vrc为正电源，GND为地。本发明采用步进电机对电梯示教装置的升降进行拖动，可以省去每层之间的电梯到达传感器或行程开关，简化了硬件电路，且可以对升降位置和速度进行高精度的控制。楼层的高度和层数可根据学生的知识掌握程度进行设定，满足了层次化教学的要求。
权利要求
1.一种步进电机拖动的电梯示教装置，包括构成电梯框架结构的顶板、外侧滑杆、内侧滑杆、左侧支柱、右侧支柱、后支柱、底板，其中外侧滑杆、内侧滑杆、左侧支柱、右侧支柱、后支柱的上端与下端分别与顶板和底板固接，其特征在于，还包括设置在电梯框架结构内部的电梯轿厢，电梯轿厢传动装置，电梯轿厢定位装置和电梯轿厢保护装置，其中a、所述电梯轿厢传动装置中的步进电机固定在底板上，步进电机前端轴与齿形皮带轮固接，与该齿形皮带轮垂直对应的顶板上设置有齿形皮带滑轮，二者通过齿形皮带连接传动；b、所述电梯轿厢定位装置中，轿厢滑架一端与电梯轿厢固接，另一端与齿形皮带固接； 所述轿厢滑架上装有轿厢滑架定位卡，该定位卡分别与两滑杆活动连接；所述顶板上面设置有对重物连接绳左、右滑轮，对重物连接绳设置在重物连接绳左、右滑轮上，其一端与轿厢滑架连接，另一端与对重物连接；C、所述电梯轿厢保护装置包括基站到达传感器和防撞顶传感器，所述基站到达传感器和防撞顶传感器分别设置在后立柱的下端和上端。
2.根据权利要求1所述的步进电机拖动的电梯示教装置，其特征在于，所述步进电机拖动的电梯示教装置还包括高度标尺、磁力吸合楼层横板、磁力吸合楼层号标示板；a、所述左侧支柱和右侧支柱上分别固接有高度标尺；b、多个磁力吸合楼层横板和多个磁力吸合楼层号标示板设置在左侧支柱和右侧支柱上。
3.根据权利要求1所述的步进电机拖动的电梯示教装置，其特征在于，所述磁力吸合楼层横板后面的两端，以及磁力吸合楼层号标示板的后面分别设置有强力磁铁嵌入孔，该嵌入孔内固接有强力磁铁。
全文摘要
一种步进电机拖动的电梯示教装置，它的外、内侧滑杆，左、右侧支柱，后支柱的上端与下端分别与顶板和底板固接，步进电机固定在底板上，步进电机前端轴与齿形皮带轮固接，顶板上设有齿形皮带滑轮，二者通过齿形皮带连接传动；轿厢滑架一端与电梯轿厢固接，另一端与齿形皮带固接；轿厢滑架上装有轿厢滑架定位卡，该定位卡分别与两滑杆活动连接；顶板上设有对重物连接绳左、右滑轮，对重物连接绳一端与轿厢滑架连接，另一端与对重物连接；基站到达传感器和防撞顶传感器分别设置在后立柱的下端和上端。本发明采用步进电机对电梯示教装置的升降进行拖动，简化了硬件电路，能满足层次化教学要求，结构简，低成本、定位准确、组合方便、使用灵活。
文档编号G09B25/02GK102289983SQ20111024961
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者常秀辉, 张艳玲, 李伟, 李运红, 白淳, 邓红 申请人:河北联合大学
技术领域：
本发明涉及一种步进电机拖动的电梯示教装置，属机电一体化技术领域。
背景技术：
现有的电梯示教装置，采用交流或直流电机进行拖动，要求每层都有判别电梯到达的传感器或行程开关，且传感器或行程开关的位置一经确定，楼层的高度和层数也随之确定，它不仅结构复杂，也不能满足层次化教学的要求。
发明内容
本发明是针对现有技术中的电梯示教装置的不足，提供一种步进电机拖动的电梯
示教装置。实现上述发明目的技术方案是一种步进电机拖动的电梯示教装置，包括构成电梯框架结构的顶板、外侧滑杆、内侧滑杆、左侧支柱、右侧支柱、后支柱、底板，其中外侧滑杆、内侧滑杆、左侧支柱、右侧支柱、后支柱的上端与下端分别与顶板和底板固接，还包括设置在电梯框架结构内部的电梯轿厢，电梯轿厢传动装置，电梯轿厢定位装置和电梯轿厢保护装置，其中a、所述电梯轿厢传动装置中的步进电机固定在底板上，步进电机前端轴与齿形皮带轮固接，与该齿形皮带轮垂直对应的顶板上设置有齿形皮带滑轮，二者通过齿形皮带连接传动；b、所述电梯轿厢定位装置中，轿厢滑架一端与电梯轿厢固接，另一端与齿形皮带固接；所述轿厢滑架上装有轿厢滑架定位卡，该定位卡分别与两滑杆活动连接；所述顶板上面设置有对重物连接绳左、右滑轮，对重物连接绳设置在重物连接绳左、右滑轮上，其一端与轿厢滑架连接，另一端与对重物连接；C、所述电梯轿厢保护装置包括基站到达传感器和防撞顶传感器，所述基站到达传感器和防撞顶传感器分别设置在后立柱的下端和上端。与现有技术相比，本发明采用步进电机对电梯示教装置的升降进行拖动，可以省去每层之间的电梯到达传感器或行程开关，简化了硬件电路，且楼层的高度和层数可根据学生的知识掌握程度进行设定，以满足层次化教学要求。本发明结构简单，设计科学合理， 具有低成本、定位精确、组合方便、使用灵活等特点。由于步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度的控制，所以，通过采用步进电机轴固接齿形皮带轮，齿形皮带轮旋转后带动齿形皮带，齿形皮带带动电梯轿厢滑架， 即带动电梯轿厢，尽而实现电梯轿厢准确到达楼层位置的目的。正面贴有刻度尺的前支柱与带有强力磁铁的楼层横板以及带有强力磁铁的楼层号标示板三者配合使用，可以方便地定位楼层的高度和层数。步进电机被广泛应用于机器人、机械手、打印机、智能仪器仪表及数控机床。步进电机的驱动原理是通过它每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转，每输入一个有规律的脉冲信号，步进电机就转动一个固定的角度，总转动角度由输入脉冲个数决定， 步进电机的转速由脉冲信号频率决定。步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度的控制，尽而实现电梯轿厢准确到达楼层位置的目的。
图1是本发明的正视立体图。图2是本发明的磁力吸合楼层横板后视立体图。图3是本发明的磁力吸合楼层横板局部分解图。图4是本发明的各楼层磁力吸合楼层号标示板正视立体图。图5是本发明的磁力吸合楼层号标示板后视立体图。图6是本发明的磁力吸合楼层号标示板局部分解图。图7是本发明在未吸合磁力吸合楼层横板和楼层号标示板时的正视立体图。图8是本发明作为3层电梯示教装置的正视立体图。图9是本发明作为5层电梯示教装置的正视立体图。图10是本发明采用单片机实现的步进电机驱动控制电路原理图。图中，顶板1、外侧滑杆2、齿形皮带滑轮支架3、齿形皮带滑轮轴4、齿形皮带滑轮轴过孔5、齿形皮带滑轮6、齿形皮带7、磁力吸合楼层号标示板8、四楼层标号9、对重物连接绳10、内侧滑杆11、轿厢滑架过孔12、轿厢滑架13、轿厢滑架定位卡14、轿厢滑架定位卡上过孔15、轿厢滑架上固定螺丝16、轿厢滑架定位卡下过孔17、轿厢滑架下固定螺丝18、三楼层标号19、二楼层标号20、右侧高度标尺21、右侧支柱22、一楼层标号23、齿形皮带轮24、 步进电机前端轴25、步进电机沈、步进电机后端轴27、步进电机控制导线COM端观、步进电机控制导线A相四、步进电机控制导线B相30、步进电机控制导线C相31、步进电机控制导线D相32、步进电机固定卡33、步进电机固定卡过孔34、自攻螺丝35、齿形皮带轮孔36、底板37、左侧支柱38、基站横板39、左侧高度标尺40、基站到达传感器41、后支柱42、磁力吸合楼层横板43、对重物44、电梯轿厢45、电梯轿厢门口 46、防撞顶传感器47、对重物连接绳左滑轮支架48、对重物连接绳左滑轮支架过孔49、对重物连接绳左滑轮轴50、对重物连接绳左滑轮51、对重物连接绳右滑轮支架过孔52、对重物连接绳右滑轮轴53、对重物连接绳右滑轮M、对重物连接绳右滑轮支架55、对重物连接绳过孔56、强力磁铁嵌入孔57、强力磁铁58、强力胶59、五楼层标号60。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步描述。见图1-10，该步进电机拖动的电梯示教装置，包括构成电梯框架结构的顶板1、外侧滑杆2、内侧滑杆11、左侧支柱38、右侧支柱22、后支柱42、底板37，其中外侧滑杆2、内侧滑杆11、左侧支柱38、右侧支柱22、后支柱42的上端与下端分别与顶板1和底板37固接， 还包括设置在电梯框架结构内部的电梯轿厢45，电梯轿厢传动装置，电梯轿厢定位装置和电梯轿厢保护装置，其中电梯轿厢传动装置中的步进电机沈固定在底板37上，步进电机前端轴25与齿形皮带轮M固接，与该齿形皮带轮M垂直对应的顶板1上设置有齿形皮带滑轮6，二者通过齿形皮带7连接传动；电梯轿厢定位装置中，轿厢滑架13 —端与电梯轿厢45固接，另一端与齿形皮带7 固接；轿厢滑架13上装有轿厢滑架定位卡14，该定位卡14分别与两滑杆2、11活动连接； 顶板1上面设置有对重物连接绳左、右滑轮51、54，对重物连接绳10设置在对重物连接绳左、右滑轮5154上，其一端与轿厢滑架13连接，另一端与对重物44连接；电梯轿厢保护装置包括基站到达传感器41和防撞顶传感器47，基站到达传感器 41和防撞顶传感器47分别设置在后立柱42的下端和上端。步进电机拖动的电梯示教装置还包括高度标尺、磁力吸合楼层横板43、磁力吸合楼层号标示板8 ；左侧支柱38和右侧支柱22上分别固接有高度标尺；多个磁力吸合楼层横板43和多个磁力吸合楼层号标示板8设置在左侧支柱38和右侧支柱22上。磁力吸合楼层横板43后面的两端，以及磁力吸合楼层号标示板8的后面分别设置有强力磁铁嵌入孔，该嵌入孔内固接有强力磁铁。见附图1，顶板1的下面与外侧滑杆2、内侧滑杆11、滑轮支架3、右侧支柱22、左侧支柱38、后支柱42的上端面固接。顶板1的上面与对重物连接绳左滑轮支架48、对重物连接绳右滑轮支架55的下面固接。顶板1上有对重物连接绳过孔56。对重物连接绳左滑轮支架48上有对重物连接绳左滑轮支架过孔49、对重物连接绳左滑轮轴50与对重物连接绳左滑轮支架过孔49固接、对重物连接绳左滑轮轴50与对重物连接绳左滑轮51滑动配合连接，对重物连接绳左滑轮51的滑轮槽与对重物连接绳10滚动连接。对重物连接绳右滑轮支架55上有对重物连接绳右滑轮支架过孔52、对重物连接绳右滑轮轴53与对重物连接绳右滑轮支架过孔52固接、对重物连接绳右滑轮轴53与对重物连接绳右滑轮M滑动配合连接，对重物连接绳右滑轮M的滑轮槽与对重物连接绳10滚动连接。底板37的上面与外侧滑杆2、内侧滑杆11、右侧支柱22、左侧支柱38、后支柱42
的下端面固接。步进电机沈由步进电机固定卡33固定，步进电机固定卡33上有步进电机固定卡过孔34，自攻螺丝35通过步进电机固定卡过孔34将步进电机固定卡33与底板37固定。步进电机的输出轴包括步进电机前端轴25和步进电机后端轴27，步进电机前端轴25与齿形皮带轮孔36固接，齿形皮带轮M与齿形皮带7滚动连接。步进电机前端轴25 与步进电机后端轴27为同一轴。齿形皮带滑轮支架3上有齿形皮带滑轮轴过孔5，齿形皮带滑轮轴4与齿形皮带滑轮轴过孔5固接。齿形皮带滑轮轴4与齿形皮带滑轮6滑动配合连接，齿形皮带滑轮6的齿端与齿形皮带7滚动连接。轿厢滑架定位卡14上有轿厢滑架定位卡上过孔15和轿厢滑架定位卡下过孔17， 轿厢滑架上固定螺丝16和轿厢滑架下固定螺丝18通过轿厢滑架定位卡上过孔15和轿厢滑架定位卡下过孔17与轿厢滑架13连接，同时将齿形皮带7与轿厢滑架13固定。
电梯轿厢45与轿厢滑架13固接，轿厢滑架13、轿厢滑架定位卡14与外侧滑杆2、 内侧滑杆11滑动配合连接。齿形皮带轮M的正转或反转带动齿形皮带7动作，尽而实现电梯轿厢45的上升或下降，电梯轿厢45的前面有电梯轿厢门口 46。轿厢滑架13上有轿厢滑架过孔12，轿厢滑架过孔12与对重物连接绳10的首端连接，对重物连接绳10穿过顶板1的对重物连接绳过孔56后，其末端与对重物44连接。基站横板39与右侧支柱22、左侧支柱38固接。多个磁力吸合楼层横板43的后面有强力磁铁嵌入孔57，强力磁铁58通过强力胶 59与强力磁铁嵌入孔57固定。多个磁力吸合楼层横板43的后面的强力磁铁58与左侧支柱38和右侧支柱22的正面按不同层次位置吸合，左侧支柱38的正面有左侧高度标尺40，右侧支柱22的正面有右侧高度标尺21。多个磁力吸合楼层号标示板8的后面有强力磁铁嵌入孔57，强力磁铁58通过强力胶59与强力磁铁嵌入孔57固定。多个磁力吸合楼层号标示板8的后面的强力磁铁58与右侧支柱22的正面按不同层次位置吸合，右侧支柱22的正面有右侧高度标尺21。多个磁力吸合楼层号标示板8的正面分别有一楼层标号23、二楼层标号20、三楼层标号19、四楼层标号9、五楼层标号60。基站到达传感器41固接在后支柱42正面的下方，防撞顶传感器47固接在后支柱 42正面的上方。 步进电机16有步进电机控制导线COM端28、步进电机控制导线A相四、步进电机控制导线B相30、步进电机控制导线C相31、步进电机控制导线D相32。本实施例中采用步进电机轴固接齿形皮带轮，齿形皮带轮旋转后带带动齿形皮带，齿形皮带带动电梯轿厢滑架，即带动电梯轿厢，尽而实现电梯轿厢准确到达楼层位置的目的。本实施例中带有强力磁铁的楼层横板以及楼层号标示板，可以根据示教要求方便地定位楼层的高度和层数。本发明的使用方法本实施例中，采用四相步进电机，四相四拍正向通电顺序为 AB — BC — CD — DA — AB...。四相四拍反向通电顺序为 AB — DA — CD — BC — AB...。本实施例中，步进电机每正向转动56步，则电梯箱上升10mm。同理，步进电机每反向转动56步，则电梯箱下降10mm。按照附图1，本发明实施例中，作为4层电梯示教装置时，设1至4层的高度为 400mm，则每层的高度为400mm/4 = 100mm。作为4层电梯示教装置时，设电梯箱每上升一层为&步，已知步进电机每正向转动 56 步电梯箱上升 10mm，则)(4/100 = 56/10，即 & = 56X100/10 = 560 步。按照附图8，本发明实施例中，作为3层电梯示教装置时，设1至3层的高度为 390mm，则每层的高度为390mm/3 = 130mm。作为3层电梯示教装置时，设电梯箱每上升一层为\步，已知步进电机每正向转动 56 步电梯箱上升 10讓，则)(3/130 = 56/10，即 = 56X130/10 = 7 步。按照附图9，本发明实施例中，作为5层电梯示教装置时，设1至5层的高度为 400mm，则每层的高度为400mm/5 = 80mm。作为5层电梯示教装置时，设电梯箱每上升一层为\步，已知步进电机每正向转动 56 步电梯箱上升 10mm，则)(5/80 = 56/10，即 & = 56X80/10 = 448 步。按照附图10，本发明实施例中采用了单片机实现对步进电机的驱动与控制。附图10中，Ul为单片机集成电路芯片(本实施例中采用AT89C52)，U1的Pl 口作为输入，Pl. 0的Kl来自基站到达传感器，Pl. 1接收一层向上呼叫信号，Pl. 2接收二层向上呼叫信号，Pl. 3接收二层向下呼叫信号，Pl. 4接收三层向上呼叫信号，Pl. 5接收三层向下呼叫信号，Pl. 6接收四层向下呼叫信号，Pl. 7的K8来自防撞顶传感器。Ul的\c为正电源，Vss为地。Ul的P2 口的低4位作为输出，Ρ2·0、Ρ1· 1、Pl. 2、Pl. 3通过驱动器U2 (本实施例中采用皿拟803)去控制步进电机的Α、B、C、D相。U2的mi-IN8每个输入端及0UT1-0UT8每个输出端两两并联使用，是为了增加驱动功率。R1-R8为上拉电阻，R9-R12为限流电阻。COM为步进电机A、B、C、D相的共端，U2 的Vrc为正电源，GND为地。本发明采用步进电机对电梯示教装置的升降进行拖动，可以省去每层之间的电梯到达传感器或行程开关，简化了硬件电路，且可以对升降位置和速度进行高精度的控制。楼层的高度和层数可根据学生的知识掌握程度进行设定，满足了层次化教学的要求。
权利要求
1.一种步进电机拖动的电梯示教装置，包括构成电梯框架结构的顶板、外侧滑杆、内侧滑杆、左侧支柱、右侧支柱、后支柱、底板，其中外侧滑杆、内侧滑杆、左侧支柱、右侧支柱、后支柱的上端与下端分别与顶板和底板固接，其特征在于，还包括设置在电梯框架结构内部的电梯轿厢，电梯轿厢传动装置，电梯轿厢定位装置和电梯轿厢保护装置，其中a、所述电梯轿厢传动装置中的步进电机固定在底板上，步进电机前端轴与齿形皮带轮固接，与该齿形皮带轮垂直对应的顶板上设置有齿形皮带滑轮，二者通过齿形皮带连接传动；b、所述电梯轿厢定位装置中，轿厢滑架一端与电梯轿厢固接，另一端与齿形皮带固接； 所述轿厢滑架上装有轿厢滑架定位卡，该定位卡分别与两滑杆活动连接；所述顶板上面设置有对重物连接绳左、右滑轮，对重物连接绳设置在重物连接绳左、右滑轮上，其一端与轿厢滑架连接，另一端与对重物连接；C、所述电梯轿厢保护装置包括基站到达传感器和防撞顶传感器，所述基站到达传感器和防撞顶传感器分别设置在后立柱的下端和上端。
2.根据权利要求1所述的步进电机拖动的电梯示教装置，其特征在于，所述步进电机拖动的电梯示教装置还包括高度标尺、磁力吸合楼层横板、磁力吸合楼层号标示板；a、所述左侧支柱和右侧支柱上分别固接有高度标尺；b、多个磁力吸合楼层横板和多个磁力吸合楼层号标示板设置在左侧支柱和右侧支柱上。
3.根据权利要求1所述的步进电机拖动的电梯示教装置，其特征在于，所述磁力吸合楼层横板后面的两端，以及磁力吸合楼层号标示板的后面分别设置有强力磁铁嵌入孔，该嵌入孔内固接有强力磁铁。
全文摘要
一种步进电机拖动的电梯示教装置，它的外、内侧滑杆，左、右侧支柱，后支柱的上端与下端分别与顶板和底板固接，步进电机固定在底板上，步进电机前端轴与齿形皮带轮固接，顶板上设有齿形皮带滑轮，二者通过齿形皮带连接传动；轿厢滑架一端与电梯轿厢固接，另一端与齿形皮带固接；轿厢滑架上装有轿厢滑架定位卡，该定位卡分别与两滑杆活动连接；顶板上设有对重物连接绳左、右滑轮，对重物连接绳一端与轿厢滑架连接，另一端与对重物连接；基站到达传感器和防撞顶传感器分别设置在后立柱的下端和上端。本发明采用步进电机对电梯示教装置的升降进行拖动，简化了硬件电路，能满足层次化教学要求，结构简，低成本、定位准确、组合方便、使用灵活。
文档编号G09B25/02GK102289983SQ20111024961
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者常秀辉, 张艳玲, 李伟, 李运红, 白淳, 邓红 申请人:河北联合大学
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