CN205003947U - 一种三自由度运动控制实训模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三自由度运动控制实训模型，包括控制器、实验平台以及实验平台上分别沿X轴、Z轴设置的第一丝杠、第二丝杠，第一丝杠上套设有滑块，第一丝杠与第二丝杠分别由与之一端连接的伺服电机驱动，所述滑块上嵌设有步进电机，所述步进电机的转轴垂直于所述滑块的上表面且套设有托盘，所述步进电机与伺服电机均与控制器电连接，与现有技术相比，本实用新型通过在沿X轴设置的丝杠滑块上设置步进电机与托盘，即达到了让学生熟悉并操作丝杠传动直线定位单元的目的，也达到了让学生熟悉并操作步进电机的目的，且减少了模型占用空间大小的面积。

Description

一种三自由度运动控制实训模型

技术领域

本实用新型涉及一种机械实践教学模型，更具体地说，它涉及一种三自由度运动控制实训模型。

背景技术

在机械及自动化领域，由PLC控制的三自由度运动控制系统运用十分广泛，深入到我国的制造业中，在高校教育中，为了培养学生的动手实践能力，常常采用模拟实际工业生产的三自由度运动控制系统教学平台来对实际的工业生产进行模拟，让同学们能够明白三自由度控制系统的原理，并能够进行简单地动手实践。

现有的三自由度运动控制系统教学平台中，常常使用多根滚珠丝杠分别带动目标件在X轴与Y轴上做直线运动，Z轴上亦设有连接有机械夹子的滚珠丝杠，用以模拟工业生产中的机械手夹取指定位置上的目标件，但是，现有的教学平台，目标件所处的位置坐标是已经标定完成的，若以夹取目标件的机械夹子所在位置作为坐标原点，如需要夹取在坐标位置为（2,2）的目标件，只需要将目标件在总体上沿X轴运动2个长度单位，沿Y轴运动两个长度单位即可，但是在实际工业生产中，机械手夹取目标件的方法多种多样，而盛放目标件的物料板形状也各不相同，如圆盘状的物料板，依照现有的模型进行夹取，虽然能够夹取到目标件，但是需要多根滚珠丝杠相互配合，占用的空间面积大，操作流程及原理都比较单一，丝杠运动的来回距离也很长，夹取时间及能耗均较高，需要一种新的三自由度运动控制实训模型。

实用新型内容

针对实际运用中的问题，本实用新型提出了一种三自由度运动控制实训模型，具体方案如下：

一种三自由度运动控制实训模型，包括控制器、实验平台以及实验平台上分别沿X轴、Z轴设置的第一丝杠、第二丝杠，所述第一丝杠上套设有滑块，所述第一丝杠与第二丝杠分别由与之一端连接的伺服电机驱动，所述滑块上设有步进电机，所述步进电机的转轴垂直于所述滑块的上表面且套设有托盘，所述步进电机与伺服电机均与控制器电连接。

通过上述技术方案，当要夹取托盘上特定位置的目标件时，只需要结合第一丝杠上滑块沿X轴运动的距离与托盘的转动距离即可实现，用托盘代替原有Y轴上的丝杠，不仅达到了让学生对丝杠传动直线定位单元的了解与操作的目的，也达到了让学生对步进电机的认识与操作的目的，且减少了模型占用空间大小的面积。

所述托盘为圆形且直径小于第一丝杠到第二丝杠的水平最短直线距离。

通过上述技术方案，确保了托盘不会撞击到沿Z轴设置的第二丝杠。

所述托盘的上表面镀有刻度尺，所述刻度尺以托盘中心为圆心呈环形设置。

通过设置呈环形的刻度尺，可以更加直观地知晓托盘的转动距离，转动角度，方便操作与记录实现数据。

所述实验平台上沿第一丝杠、第二丝杠的长度方向分别设置有多个支架，多个所述支架沿其长度方向均设有限位杆，所述滑块套设于所述限位杆上。

通过设置限位杆，可以防止滑块在运动过程中位置发生偏移，通过设置支架，可以使得第一、第二丝杠与实验平台更加紧密地结合在一起，使得实训模型更加的稳固。

所述第二丝杠上设有用于夹取目标件的机械夹。

通过上述设置，可以模拟实际工业生产中的机械手夹取目标件。

与现有技术相比，本实用新型通过在沿X轴设置的丝杠滑块上设置步进电机与托盘，即达到了让学生熟悉并操作丝杠传动直线定位单元的目的，也达到了让学生熟悉并操作步进电机的目的，且减少了模型占用空间大小的面积。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2为本实用新型的侧视图。

附图标志：1、实验平台，2、第一丝杠，3、第二丝杠，4、滑块，5、伺服电机，6、步进电机，7、托盘，8、刻度尺，9、限位杆，10、机械夹，11、支架。

具体实施方式

参照图1-2对本实用新型实施例做进一步说明。

一种三自由度运动控制实训模型，包括控制器、实验平台1以及实验平台1上分别沿X轴、Z轴设置的第一丝杠2、第二丝杠3，第一丝杠2上套设有滑块4，第一丝杠2与第二丝杠3分别由与之一端连接的伺服电机5驱动，滑块4上设有步进电机6，步进电机6的转轴垂直于滑块4的上表面且套设有托盘7，步进电机6与伺服电机5均与控制器电连接，为了确保了托盘7不会撞击到沿Z轴设置的第二丝杠3，托盘7为圆形且直径小于第一丝杠2到第二丝杠3的水平最短直线距离。

在使用时，当要夹取托盘7上特定位置的目标件时，只需要结合第一丝杠2上滑块4沿X轴运动的距离与托盘7的转动距离即可实现，用托盘7代替原有Y轴上的丝杠，不仅达到了让学生对丝杠传动直线定位单元的了解与操作的目的，也达到了让学生对步进电机6的认识与操作的目的，且减少了模型占用空间大小的面积。

为了更加直观地知晓托盘7的转动距离，转动角度，方便操作与记录实现数据，托盘7的上表面镀有刻度尺8，刻度尺8以托盘7中心为圆心呈环形设置。

进一步优化的，为了防止滑块4在运动过程中位置发生偏移，以及使得第一、第二丝杠3与实验平台1更加紧密地结合在一起，使得实训模型更加的稳固，第一丝杠2、第二丝杠3均配套设置有支架11以及限位杆9，第二丝杠3上套设有用于模拟实际工业生产中的机械手夹取目标件的机械夹10。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种三自由度运动控制实训模型，包括控制器、实验平台以及实验平台上分别沿X轴、Z轴设置的第一丝杠、第二丝杠，所述第一丝杠上套设有滑块，所述第一丝杠与第二丝杠分别由伺服电机驱动，其特征是：所述滑块上设有步进电机，所述步进电机的转轴垂直于所述滑块的上表面且套设有托盘，所述步进电机与伺服电机均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的三自由度运动控制实训模型，其特征是：所述托盘为圆形且直径小于第一丝杠到第二丝杠的水平最短直线距离。

3.根据权利要求2所述的三自由度运动控制实训模型，其特征是：

所述托盘的上表面镀有刻度尺，所述刻度尺以托盘中心为圆心呈环形设置。

4.根据权利要求1所述的三自由度运动控制实训模型，其特征是：所述实验平台上沿第一丝杠、第二丝杠的长度方向分别设置有多个支架，多个所述支架沿其长度方向均设有限位杆，所述滑块套设于所述限位杆上。

5.根据权利要求1所述的三自由度运动控制实训模型，其特征是：所述第二丝杠上套设有用于夹取目标件的机械夹。