电机控制实训设备的制作方法

xiaoxiao2020-6-26  14

专利名称:电机控制实训设备的制作方法
技术领域
本实用新型涉及教育或演示工具,尤其涉及教育或演示工具中的一种电机控制实训设备。
背景技术
实训是职业技能实际训练的简称,是指在学校控制状态下,按照人才培养规律与目标,对学生进行职业技术应用能力训练的教学过程。而电机控制实训设备则是一种演示电机控制的实训设备,目前,现有的电机控制实训设备对电机的各种控制体现的不充分,不利于教学。
发明内容为了解决现有技术中现有的电机控制实训设备对电机的各种控制体现的不充分, 不利于教学的问题,本实用新型提供了一种电机控制实训设备。本实用新型提供了一种电机控制实训设备,包括座体、输入单元、显示单元、控制单元、第一电机细分驱动器、第二电机细分驱动器、第一电机、第二电机、直线运动传动机构、旋转运动传动机构、检测所述直线运动传动机构位移的位移传感器和检测所述旋转运动传动机构角度的角度传感器,其中,所述输入单元和所述显示单元分别与所述控制单元连接,所述控制单元通过所述第一电机细分驱动器与所述第一电机的输入端连接,所述控制单元通过所述第二电机细分驱动器与所述第二电机输入端连接,所述第一电机的输出端与所述直线运动传动机构连接,所述第二电机的输出端与所述旋转运动传动机构连接,所述位移传感器、角度传感器分别与所述控制单元连接,所述第一电机、第二电机、直线运动传动机构和旋转运动传动机构分别设置在所述座体上。作为本实用新型的进一步改进,所述直线运动传动机构包括与所述第一电机连接的丝杆和设置在所述座体上并与所述丝杆平行的导柱,所述丝杆上设有丝杆螺母,所述丝杆螺母设有导向孔,所述丝杆螺母通过所述导向孔设置在所述导柱上,所述丝杆设置在所述座体上。作为本实用新型的进一步改进,所述座体上设有与所述丝杆相平行的长度刻度尺,所述丝杆螺母上设有指向所述长度刻度尺的位移指针。作为本实用新型的进一步改进,所述旋转运动传动机构包括与所述第二电机连接的旋转指针,所述旋转指针设置在所述座体上并与所述座体旋转连接。作为本实用新型的进一步改进,所述座体上设有角度刻度尺,所述旋转指针的旋转轴位于所述角度刻度尺的圆心。作为本实用新型的进一步改进,所述旋转运动传动机构包括与所述第二电机连接的转盘,所述转盘设置在所述座体上并与所述座体旋转连接。作为本实用新型的进一步改进,所述输入单元包括键盘电路,所述控制单元包括单片机、与所述单片机连接的复位电路和振荡电路,所述键盘电路与所述单片机连接。[0011]作为本实用新型的进一步改进,所述显示单元包括数码管和数码管显示驱动电路,所述数码管通过所述数码管显示驱动电路与所述单片机连接。作为本实用新型的进一步改进,所述第一电机为第一步进电机,所述第一电机细分驱动器为第一步进电机细分驱动器,所述第一步进电机通过所述第一步进电机细分驱动器与所述单片机连接,所述第二电机为第二步进电机,所述第二电机细分驱动器为第二步进电机细分驱动器,所述第二步进电机通过所述第二步进电机细分驱动器与所述单片机连接。作为本实用新型的进一步改进,所述位移传感器为光电位移传感器,所述光电位移传感器与所述单片机连接,所述角度传感器为光电角度传感器,所述光电角度传感器与所述单片机连接。本实用新型的有益效果是通过直线运动传动机构来演示电机位移的控制,同时也可演示电机的正反转运动控制,通过旋转运动传动机构来演示电机角度的控制,同时也可演示电机的正反转运动控制,通过第一电机细分驱动器和第二电机细分驱动器,克服了电机低频时的震动和噪音问题,也提高了电机传动的精度,可以更准确的演示电机控制,可通过显示单元来直观的显示电机运动参数等。

图1是本实用新型一种电机控制实训设备的原理示意图;图2是本实用新所述电机控制实训设备的立体结构示意图;图3是本实用新所述电机控制实训设备的主视图;图4是本实用新所述电机控制实训设备的仰视图。
具体实施方式
以下结合附图说明及具体实施方式
对本实用新型进一步说明。图1至图4中的附图标号为第一步进电机细分驱动器11 ;第一步进电机12 ;直线运动传动机构13 ;丝杆131 ;导柱132 ;丝杆螺母133 ;位移指针134 ;光电位移传感器14 ;第二步进电机细分驱动器21 ;第二步进电机22 ;旋转运动传动机构23 ;光电角度传感器24 ; 座体3 ;位移刻度尺31 ;角度刻度尺32 ;单片机100 ;复位电路101 ;振荡电路102 ;键盘电路 103 ;数码管104 ;数码管显示驱动电路105 ;如图1至图4所示,一种电机控制实训设备,包括座体3、输入单元、显示单元、控制单元、第一电机细分驱动器、第二电机细分驱动器、第一电机、第二电机、直线运动传动机构13、旋转运动传动机构23、检测所述直线运动传动机构13位移的位移传感器和检测所述旋转运动传动机构23角度的角度传感器,其中,所述座体3为箱体,所述控制单元连接有5V电源,所述输入单元和所述显示单元分别与所述控制单元连接,所述控制单元通过所述第一电机细分驱动器与所述第一电机的输入端连接,所述控制单元通过所述第二电机细分驱动器与所述第二电机输入端连接,所述第一电机的输出端与所述直线运动传动机构13 连接,所述第二电机的输出端与所述旋转运动传动机构23连接,所述位移传感器、角度传感器分别与所述控制单元连接,所述第一电机、第二电机、直线运动传动机构13和旋转运动传动机构23分别设置在所述座体3上。
4[0022]如图1至图4所示,所述直线运动传动机构13包括与所述第一电机连接的丝杆 131和设置在所述座体3上并与所述丝杆131平行的导柱132,所述丝杆131上设有丝杆螺母133,所述丝杆螺母133设有导向孔,所述丝杆螺母133通过所述导向孔设置在所述导柱 132上,所述丝杆131设置在所述座体3上。如图1至图4所示,所述座体3上设有与所述丝杆131相平行的长度刻度尺31,所述丝杆螺母133上设有指向所述长度刻度尺31的位移指针134,所述丝杆螺母133上设有螺母座,所述位移指针134也可以设置在所述螺母座上,可通过所述位移指针134来显示电机的位移控制。如图1至图4所示,所述旋转运动传动机构23包括与所述第二电机连接的旋转指针,所述旋转指针设置在所述座体3上并与所述座体3旋转连接。如图1至图4所示,所述座体3上设有角度刻度尺32,所述旋转指针的旋转轴位于所述角度刻度尺32的圆心,可通过所述旋转指针来显示电机的角度控制。如图1至图4所示,所述旋转运动传动机构23包括与所述第二电机连接的转盘, 所述转盘设置在所述座体3上并与所述座体3旋转连接,可通过所述转盘来显示电机的角度控制。如图1至图4所示,所述输入单元包括键盘电路103,所述控制单元包括单片机 100、与所述单片机100连接的复位电路101和振荡电路102,其中,所述复位电路101用于复位设置,所述键盘电路103与所述单片机100连接,所述键盘电路103上设有接口,学生可通过导线来连接各接口,并体验对电机的控制,也可以通过按键来实现。如图1至图4所示,所述显示单元包括数码管104和数码管显示驱动电路105,所述数码管104通过所述数码管显示驱动电路105与所述单片机100连接,所述显示单元还包括可体现电机状态的LED指示灯,可直观的显示电机运动参数等。如图1至图4所示,所述第一电机为第一步进电机12,所述第一电机细分驱动器为第一步进电机细分驱动器11,所述第一步进电机12通过所述第一步进电机细分驱动器11 与所述单片机100连接,所述第二电机为第二步进电机22,所述第二电机细分驱动器为第二步进电机细分驱动器21,所述第二步进电机22通过所述第二步进电机细分驱动器21与所述单片机100连接,其中,第一步进电机细分驱动器11和第二步进电机细分驱动器21的细分数均为200,有利于提高电机的传动精度,克服电机低频时的震动和噪音问题,第一步进电机12和第二步进电机22均为两相混合式步进电机,力矩为0. 925N. m,每相额定电流为 3A,功能较大,应用范围广。如图1至图4所示,所述位移传感器为光电位移传感器14,所述光电位移传感器 14与所述单片机100连接,可将所述光电位移传感器14检测到的信息反馈到所述单片机 100,所述角度传感器为光电角度传感器24,所述光电角度传感器24与所述单片机100连接,可将所述光电角度传感器24检测到的信息反馈到所述单片机100,。本实用新型提供的一种电机控制实训设备的工作原理是,可通键盘电路103输入控制信号到单片机100,通过单片机100输出控制信号到第一步进电机细分驱动器11和第二步进电机细分驱动器21,分别细分驱动第一步进电机12和第二步进电机22,第一步进电机14驱动丝杆131带动丝杆螺母133进行直线位移,位移指针134则跟随丝杆螺母133的运动而运动,并结合位移刻度尺31来体现对电机的位移控制,并通过光电位移传感器14将位移信息反馈回单片机100,并由单片机100经数码管显示驱动电路105传送到数码管104 显示出来,其位移量可通过键盘电路103输入,第二步进电机22则驱动旋转运动传动机构 23旋转,如旋转指针或转盘转动,从而体现对电机的角度控制,并通过光电角度传感器24 将角度信息反馈回单片机100,并由单片机100经数码管显示驱动电路105传送到数码管 104显示出来,其角度旋转量可通过键盘电路103输入。本实用新型提供的一种电机控制实训设备,通过直线运动传动机构13来演示电机位移的控制,同时也可演示电机的正反转运动控制,通过旋转运动传动机构23来演示电机角度的控制,同时也可演示电机的正反转运动控制,通过第一电机细分驱动器11和第二电机细分驱动器21,克服了电机低频时的震动和噪音问题,也提高了电机传动的精度,可以更准确的演示电机控制,可通过显示单元(如数码管104和LED指示灯)来直观的显示电机运动参数等。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种电机控制实训设备,其特征在于包括座体(3)、输入单元、显示单元、控制单元、第一电机细分驱动器、第二电机细分驱动器、第一电机、第二电机、直线运动传动机构 (13)、旋转运动传动机构(23)、检测所述直线运动传动机构(13)位移的位移传感器和检测所述旋转运动传动机构(23)角度的角度传感器,其中,所述输入单元和所述显示单元分别与所述控制单元连接,所述控制单元通过所述第一电机细分驱动器与所述第一电机的输入端连接,所述控制单元通过所述第二电机细分驱动器与所述第二电机输入端连接,所述第一电机的输出端与所述直线运动传动机构(13)连接,所述第二电机的输出端与所述旋转运动传动机构(23)连接,所述位移传感器、角度传感器分别与所述控制单元连接,所述第一电机、第二电机、直线运动传动机构和旋转运动传动机构分别设置在所述座体(3)上。
2.根据权利要求1所述的电机控制实训设备,其特征在于所述直线运动传动机构 (13)包括与所述第一电机连接的丝杆(131),所述丝杆(131)上设有丝杆螺母(133),所述丝杆(131)设置在所述座体(3 )上。
3.根据权利要求2所述的电机控制实训设备,其特征在于所述座体(3)上设有与所述丝杆(131)相平行的长度刻度尺(31 ),所述丝杆螺母(133)上设有指向所述长度刻度尺 (31)的位移指针(134)。
4.根据权利要求1所述的电机控制实训设备,其特征在于所述旋转运动传动机构 (23)包括与所述第二电机连接的旋转指针,所述旋转指针设置在所述座体(3)上并与所述座体(3)旋转连接。
5.根据权利要求4所述的电机控制实训设备,其特征在于所述座体(3)上设有角度刻度尺(32 ),所述旋转指针的旋转轴位于所述角度刻度尺(32 )的圆心。
6.根据权利要求1所述的电机控制实训设备,其特征在于所述旋转运动传动机构 (23)包括与所述第二电机连接的转盘,所述转盘设置在所述座体(3)上并与所述座体(3) 旋转连接。
7.根据权利要求1所述的电机控制实训设备,其特征在于所述输入单元包括键盘电路(103),所述控制单元包括单片机(100)、与所述单片机(100)连接的复位电路(101)和振荡电路(102),所述键盘电路(103)与所述单片机(100)连接。
8.根据权利要求7所述的电机控制实训设备,其特征在于所述显示单元包括数码管(104)和数码管显示驱动电路(105),所述数码管(104)通过所述数码管显示驱动电路 (105)与所述单片机(100)连接。
9.根据权利要求7所述的电机控制实训设备,其特征在于所述第一电机为第一步进电机(12),所述第一电机细分驱动器为第一步进电机细分驱动器(11),所述第一步进电机 (12)通过所述第一步进电机细分驱动器(11)与所述单片机(100)连接,所述第二电机为第二步进电机(22),所述第二电机细分驱动器为第二步进电机细分驱动器(21),所述第二步进电机(22 )通过所述第二步进电机细分驱动器(21)与所述单片机(100 )连接。
10.根据权利要求7所述的电机控制实训设备,其特征在于所述位移传感器为光电位移传感器(14),所述光电位移传感器(14)与所述单片机(100)连接,所述角度传感器为光电角度传感器(24),所述光电角度传感器(24)与所述单片机(100)连接。
专利摘要本实用新型涉及教育或演示工具中的一种电机控制实训设备。本实用新型提供了一种电机控制实训设备,包括座体、输入单元、显示单元、控制单元、第一电机细分驱动器、第二电机细分驱动器、第一电机、第二电机、直线运动传动机构、旋转运动传动机构、检测所述直线运动传动机构位移的位移传感器和检测所述旋转运动传动机构角度的角度传感器。本实用新型的有益效果是通过直线运动传动机构来演示电机位移的控制,同时也可演示电机的正反转运动控制,通过旋转运动传动机构来演示电机角度的控制,同时也可演示电机的正反转运动控制,克服了电机低频时的震动和噪音问题,可以更准确的演示电机控制,可通过显示单元来直观的显示电机运动参数等。
文档编号G09B25/02GK201946203SQ20102066604
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者严成武, 刘晓梅, 李文秋, 王小娟 申请人:深圳技师学院

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