CN112951026A - 一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，涉及机电一体化技术领域。该种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，包括计算机辅助系统、实验实训系统和辅助模拟系统；所述实验实训系统由机械传动模块和电气控制模块组成；所述辅助模拟系统由机械设备选择系统、电气设备选择系统、模拟场景选择系统以及自主编程操作系统组成；所述计算机辅助系统由主控制计算机和管理后台组成，所述辅助模拟系统主要由计算机以及相关配套硬件设备和软件设备硬件设施组成。通过设计计算机辅助系统、实验实训系统和辅助模拟系统，既可以对机电一体化实验进行现场模拟实训，同时也可以利用辅助模拟系统进行计算机模拟实验，从而使其工作效率大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及机电一体化技术领域，具体为一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统。
背景技术
机电一体化又称机械电子工程，是机械工程与自动化的一种，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用，随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展；现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，它的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化，机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术，现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备，机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。
机电一体化组合式实验系统多是用来教学的实验系统，主要用来培养机电专业技术人才，目前市场上有多种不同类型的机电一体化组合式实验系统，但目前现有的机电一体化组合式实验系统设计存在一定的缺陷，现有的实验系统大多都是采用设定的程序以及控制系统来进行相关实验，自主程序设计以及实验模拟功能相对较差，同时由于系统设备的限制，其适用性以及运用范围有限，只能对部分机电控制系统进行模拟实验，从而导致在实际操作的过程中存在较多的问题，为此，我们研发出了新的一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，解决了现有的实验系统大多都是采用设定的程序以及控制系统来进行相关实验，自主程序设计以及实验模拟功能相对较差，同时由于系统设备的限制，其适用性以及运用范围有限，只能对部分机电控制系统进行模拟实验的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，包括计算机辅助系统、实验实训系统和辅助模拟系统；
所述实验实训系统由机械传动模块和电气控制模块组成；
所述辅助模拟系统由机械设备选择系统、电气设备选择系统、模拟场景选择系统以及自主编程操作系统组成；
优选的，所述计算机辅助系统由主控制计算机和管理后台组成。
优选的，所述辅助模拟系统主要由计算机以及相关配套硬件设备和软件设备硬件设施组成。
优选的，所述机械传动模块包括气动驱动模块、液压驱动模块、电机驱动模块以及辅助传动模块。
优选的，所述电气控制模块包括单片机控制模块、人机交互模块、电气控制模块和变频控制模块。
优选的，所述机械设备选择系统由驱动设备选择模块、传动设备选择模块、执行设备选择模块以及辅助设备选择模块组成。
优选的，所述电气设备选择系统由电器柜选择模块、操控单元选择模块、变频设备选择模块以及电气线路选择模块组成。
优选的，所述模拟场景选择系统由工作场景选择模块和工作环境选择模块组成。
优选的，所述自主编程操作系统由单片机选择模块、编程软件选择模块、程序输入模块以及程序纠错检测模块组成。
一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统的操作方法，包括以下具体内容：
S1.在需要利用实验实训系统进行机电一体化组合式实验时，可以利用该实验实训系统现有的机械传动模块和电气控制模块中的现有机械设备和电机设备进行自由组合使用，并可以通过人机交互模块来进行不同编程的机电设备工作实验；
S2.在现有实验实训系统设备无法进行设定实验模拟时，可以利用辅助模拟系统进行机电一体化组合式实验，辅助模拟系统包括机械设备选择系统、电气设备选择系统、模拟场景选择系统以及自主编程操作系统，实验者可以根据设计需要自由的在各系统中选择符合实验要求的机械设备和电气设备，同时也可以选择机电设备在工作时的工作场景和工作环境，自主编程操作系统可以为操作者提供各种模拟单片机、编程软件、程序输入方式以及程序纠错检测；
S3.实验完成后，可以利用计算机辅助系统来对实验的数据以及实验结果进行总结和打印。
(三)有益效果
本发明提供了一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统。具备以下有益效果：
1、该种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，通过设计自主程序设计以及实验模拟系统，可以不受现有设备的限制，其适用性以及运用范围更加广泛，可以对绝大多数机电控制系统进行模拟实验。
2、该种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，通过设计计算机辅助系统、实验实训系统和辅助模拟系统，既可以对机电一体化实验进行现场模拟实训，同时也可以利用辅助模拟系统进行计算机模拟实验，从而使其整体的工作效率大大提高。
附图说明
图1为本发明机电一体化组合式实验系统的结构示意图；
图2为本发明实验实训系统的结构示意图；
图3为本发明辅助模拟系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-3所示，本发明实施例提供一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，包括计算机辅助系统、实验实训系统和辅助模拟系统；
实验实训系统由机械传动模块和电气控制模块组成；
辅助模拟系统由机械设备选择系统、电气设备选择系统、模拟场景选择系统以及自主编程操作系统组成；
计算机辅助系统由主控制计算机和管理后台组成，在实验完成后，管理后台可以利用主控制计算机来对实验的数据以及实验结果进行总结和打印。
辅助模拟系统主要由计算机以及相关配套硬件设备和软件设备硬件设施组成。
机械传动模块包括气动驱动模块、液压驱动模块、电机驱动模块以及辅助传动模块。
电气控制模块包括单片机控制模块、人机交互模块、电气控制模块和变频控制模块，操作人员可以通过单片机控制模块、人机交互模块、电气控制模块和变频控制模块来进行不同编程的机电设备工作实验。
机械设备选择系统由驱动设备选择模块、传动设备选择模块、执行设备选择模块以及辅助设备选择模块组成，机械设备选择系统可以方便实验者进行驱动设备、传动设备、执行设备以及辅助设备的自由选择。
电气设备选择系统由电器柜选择模块、操控单元选择模块、变频设备选择模块以及电气线路选择模块组成，电气设备选择系统可以方便实验者进行电器柜、操控单元、变频设备以及电气线路的自由选择。
模拟场景选择系统由工作场景选择模块和工作环境选择模块组成，工作场景选择模块和工作环境选择模块可供实验者根据实验需要选择各种不同的工作场景和工作环境。
自主编程操作系统由单片机选择模块、编程软件选择模块、程序输入模块以及程序纠错检测模块组成，单片机选择模块、编程软件选择模块、程序输入模块以及程序纠错检测模块可供实验者选择不同的单片机、编程软件进行编程，同时在编程完成后，还可以利用程序纠错检测模块对程序进行自动纠错。
一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统的操作方法，包括以下具体内容：
S1.在需要利用实验实训系统进行机电一体化组合式实验时，可以利用该实验实训系统现有的机械传动模块和电气控制模块中的现有机械设备和电机设备进行自由组合使用，并可以通过人机交互模块来进行不同编程的机电设备工作实验；
S2.在现有实验实训系统设备无法进行设定实验模拟时，可以利用辅助模拟系统进行机电一体化组合式实验，辅助模拟系统包括机械设备选择系统、电气设备选择系统、模拟场景选择系统以及自主编程操作系统，实验者可以根据设计需要自由的在各系统中选择符合实验要求的机械设备和电气设备，同时也可以选择机电设备在工作时的工作场景和工作环境，自主编程操作系统可以为操作者提供各种模拟单片机、编程软件、程序输入方式以及程序纠错检测；
S3.实验完成后，可以利用计算机辅助系统来对实验的数据以及实验结果进行总结和打印。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，其特征在于：包括计算机辅助系统、实验实训系统和辅助模拟系统；
所述实验实训系统由机械传动模块和电气控制模块组成；
所述辅助模拟系统由机械设备选择系统、电气设备选择系统、模拟场景选择系统以及自主编程操作系统组成。
2.根据权利要求1所述的一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，其特征在于：所述计算机辅助系统由主控制计算机和管理后台组成。
3.根据权利要求1所述的一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，其特征在于：所述辅助模拟系统主要由计算机以及相关配套硬件设备和软件设备硬件设施组成。
4.根据权利要求1所述的一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，其特征在于：所述机械传动模块包括气动驱动模块、液压驱动模块、电机驱动模块以及辅助传动模块。
5.根据权利要求1所述的一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，其特征在于：所述电气控制模块包括单片机控制模块、人机交互模块、电气控制模块和变频控制模块。
6.根据权利要求1所述的一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，其特征在于：所述机械设备选择系统由驱动设备选择模块、传动设备选择模块、执行设备选择模块以及辅助设备选择模块组成。
7.根据权利要求1所述的一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，其特征在于：所述电气设备选择系统由电器柜选择模块、操控单元选择模块、变频设备选择模块以及电气线路选择模块组成。
8.根据权利要求1所述的一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，其特征在于：所述模拟场景选择系统由工作场景选择模块和工作环境选择模块组成。
9.根据权利要求1所述的一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统，其特征在于：所述自主编程操作系统由单片机选择模块、编程软件选择模块、程序输入模块以及程序纠错检测模块组成。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种适用性广泛的机电一体化组合式实验系统的操作方法，其特征在于，包括以下具体内容：
S1.在需要利用实验实训系统进行机电一体化组合式实验时，可以利用该实验实训系统现有的机械传动模块和电气控制模块中的现有机械设备和电机设备进行自由组合使用，并可以通过人机交互模块来进行不同编程的机电设备工作实验；
S2.在现有实验实训系统设备无法进行设定实验模拟时，可以利用辅助模拟系统进行机电一体化组合式实验，辅助模拟系统包括机械设备选择系统、电气设备选择系统、模拟场景选择系统以及自主编程操作系统，实验者可以根据设计需要自由的在各系统中选择符合实验要求的机械设备和电气设备，同时也可以选择机电设备在工作时的工作场景和工作环境，自主编程操作系统可以为操作者提供各种模拟单片机、编程软件、程序输入方式以及程序纠错检测；
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