CN103960921A - 一种立体自动化教学展示平台 - Google Patents

Abstract

一种立体自动化教学展示平台，整个平台包括机械运动部分，电子控制部分。其中机械部分包括机架，旋转机构，升降平移机构。其中固定功能的机架由底座，顶盖，支撑柱，载物台，旋转顶盖，轴承座，螺栓组成；步进电机I，步进电机II作为两个动力源；旋转机构由齿轮I，齿轮II，轴承，步进电机II组成；旋转变平移机构由可移动托手，直线丝杆导轨，步进电机I组成。电子部分有显示屏，串口调试，红外遥控，语音播放，电机驱动模块等组成。整个平台可以遥控的控制下做出升降旋转的动作，并通过串口操作显示屏播放相对应的视频，同时播放语音，机械运动和视频语音播放同步进行。本平台结构简单，通用性强，运动稳定性高，精度高。

Description

一种立体自动化教学展示平台

技术领域

本发明主要涉及立体教学展示平台，特别涉及一种可自动控制的展示旋转平台，属于机电一体化设计领域。

背景技术

在机电一体化设计领域，在机械设计过程中往往是把多种运动整合在一起，由同一个动力源输出，多个接触点，这么单动力摩擦噪声很大，而且动力输出欠佳。目前的教学展示平台以手动控制居多，或者是柜体式靠墙运行，不能从多个角度展示各个部件的运动情况，效率不佳。本发明了一种立体式自动化展示平台，可以解决自动控制问题且能多角度展示模型教具的运动机理。本设计可靠强度大，结构新颖，使用方便，可以异步实现旋转升降，也可以同时执行旋转升降，效率高。

发明内容

本发明的目的是设计一种将旋转和升降相结合的平台，可以高效率的传动，将物体抬升至指定位置，本设计符合机械设计要求；在模型教具到达指定位置后显示屏播放该模型的视屏并配有语音讲解，可以遥控控制平台的运动，实现自动化。

为实现上述目的，我们采用的方案是：

一种立体自动化教学展示平台，整个平台包括机械运动部分，电子控制部分。整个平台由顶盖(1)，支撑柱(2)，移动托手(3)，载物台(4)，步进电机I(5)，底座(6)，螺栓(7)，步进电机II(8)，直线丝杆导轨(9)，旋转支架(10)，齿轮I(11)，电机支架(12)，轴承(13)，齿轮II(14)，轴承支撑架(15)，中心轴 (16)，显示屏支架(17)，显示屏(18)遥控器(19)组成。其中固定功能的机架由底座，顶盖，支撑柱，载物台，旋转顶盖，轴承座，螺栓组成；步进电机I，步进电机II作为两个动力源；旋转机构由齿轮I，齿轮II，轴承，步进电机II组成；旋转变平移机构由可移动托手，直线丝杆导轨，步进电机I组成。电子部分有显示屏，串口调试，红外遥控，语音播放，电机驱动模块等组成。整个平台可以遥控的控制下做出升降旋转的动作，并通过串口操作显示屏播放相对应的视频，同时播放语音，机械运动和视频语音播放同步进行。本系统安全可靠，稳定性强，自动化控制。

本发明整体组成连接及固定方式：底座(6)，载物台(4)，顶盖(1)和支撑住(2)组成整个平台机架。步进电机II(8)固定在电机支架(12)上，电机支架(12)通过螺栓(7)固定在地盘上，齿轮I(11)固定在步进电机II(8)与齿轮II(14)啮合，齿轮与轴之间通过键周向固定，齿轮II带动中心轴(16)旋转，中心轴与步进电机I(5)相连，直线丝杆导轨(9)顶部与旋转支架(10)相连，其他部位用螺栓固定。

所述的机械部分分下面两大结构：步进电机I(5)和齿轮传动组成具有旋转功能的机构；步进电机II(8)，直线丝杆导轨(9)组成具有升降功能的机构。电子控制部分由红外遥控(19)，显示屏(18)组成，构成人机交互界面。

所述的运动状态主要指以下3种：整个平台中两个动力电机可异步通电工作，两种运动可以错时进行也可以同时进行。当只有步进电机I(5)通电时只做升降运动；只有步进电机II(8)通电时只做旋转运动；当两个电机都通电时，移动托手(3)做螺旋线上升运动。

所述的可以控制角度指两级齿轮传动机构中齿轮I(11)，齿轮II(14)，齿数都是4的整数倍，在旋转过程中可以实现整90°的旋转。

附图说明：

图1，图2为本平台的整体结构图。

图中的具体标号是：

顶盖(1)，支撑柱(2)，移动托手(3)，载物台(4)，步进电机I(5)，底座(6)，螺栓(7)，步进电机II(8)，直线丝杆导轨(9)，旋转支架(10)，齿轮I(11)，电机支架(12)，轴承(13)，齿轮II(14)，轴承支撑架(15)，中心轴(16)，显示屏支架(17)，显示屏(18)遥控器(19)。

具体实施方式

此平台中的动力电机步进电机I(10)，步进电机I(10)I中的任意一个通电旋转都可以带动托手实现一定的运动轨迹。下面结合具体实施列来详细说明，但不作为本发明的局限。

实例：按下遥控，使步进电机按规律旋转

当步进电机I(5)通电旋转后，电机旋转，电机轴和丝杆之间用联轴器相连，丝杆旋转，在由滚珠，螺母，丝杆组成的滚珠丝杆副的带动下，托手支撑台做直线升降运动，移动托手(3)在托手支撑台的带动下上升到顶端，此刻当步进电机II(8)通电，电机II(8)旋转，带动齿轮I(11)旋转，齿轮I(11)和齿轮II(14)啮合，从而齿轮II(14)旋转，齿轮II(14)通过键带动中心轴(16)旋转，中心轴(16)旋转带动轴上的直线丝杆整体做旋转运动，移动托手(3)在丝杆支撑台的作用下做旋转运动。在步进电机II通电的同时，显示屏开始播放视频，对展示的模型教具进行详细的讲解。

应当指出，以上所述具体实施方式可以让本领域的人更清晰，更全面的认识本发明，但不限制任何本发明，本领域的相关技术人员仍然可以对本设计 进行修改或者改进，但是凡是一切不脱离本发明的技术改进都属于保护范围当中。

Claims (5)

1.一种立体自动化教学展示平台，其特征在于整个平台包括机械运动部分，电子控制部分。整个平台由顶盖(1)，支撑柱(2)，移动托手(3)，载物台(4)，步进电机I(5)，底座(6)，螺栓(7)，步进电机II(8)，直线丝杆导轨(9)，旋转支架(10)，齿轮I(11)，电机支架(12)，轴承(13)，齿轮II(14)，轴承支撑架(15)，中心轴(16)，显示屏支架(17)，显示屏(18)遥控器(19)组成。其中固定功能的机架由底座，顶盖，支撑柱，载物台，旋转顶盖，轴承座，螺栓组成；步进电机I，步进电机II作为两个动力源；旋转机构由齿轮I，齿轮II，轴承，步进电机II组成；旋转变平移机构由可移动托手，直线丝杆导轨，步进电机I组成。电子部分有显示屏，串口调试，红外遥控，语音播放，电机驱动模块等组成。整个平台可以遥控的控制下做出升降旋转的动作，并通过串口操作显示屏播放相对应的视频，同时播放语音，机械运动和视频语音播放同步进行。本系统安全可靠，稳定性强，自动化控制。

2.一种立体自动化教学展示平台，其特征在于整个平台由一级齿轮传动机构，一个直线升降运动机构。

3.一种立体自动化教学展示平台，其特征在于整个平台中两个动力电机可异步通电工作，两种运动可以错时进行也可以同时进行。

4.一种立体自动化教学展示平台，其特征在于整个平台可以由遥控进行运动控制，显示屏能显示教具的实时动态，并配合有语音讲解。

5.一种立体自动化教学展示平台，其特征在于整个平台齿轮传动机构中齿轮I(11)，齿轮II(14)，齿数都是4的整数倍，在旋转过程中可以实现整90°的旋转。