CN208969988U - 一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型，包括圆盘、第一顶轴、第一转轴、第二顶轴、指针、第三顶轴、第四顶轴、第五顶轴、第一大齿轮、第二转轴、第一底轴、第二底轴、第三底轴、第二大齿轮、第四底轴、第五底轴、第一锥齿轮、底框、第二锥齿轮、底板、控制面板、伺服电机、联轴器、第四转轴、第一小齿轮、第二小齿轮、第三转轴、顶框、套筒和撑杆。本实用新型结构较为简单，够买成本较低，通过简单的伺服系统来控制指针转动角度，从而模拟工业自动化生产中机械手臂是如何转动的，以最为简单的伺服运动来展示，使得基础较差的同学也较容易理解，提高了学生的学习兴趣，增加了教学模型的实用性。

Description

一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型

技术领域

本实用新型涉及教学用具应用技术领域，尤其涉及一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型。

背景技术

工业自动化是国家实力的一个重要体现，工业自动化生产中，机械手臂承担了重要的作用，一些环境恶劣的工作环境下的工作，大都通过机械手臂完成，机械手臂应用了伺服系统，而且是较为简单的伺服控制，老师们在讲课时经常拿机械手臂的转动作为案列来讲解，但是由于学生没有见过正真的机械手臂，不容易理解老师所讲的内容，便造成了老师授课难，学生听课难现象的发生，因此多数高校大都会用电脑演示工业自动化生产中的各种机械。

现在的涉及伺服控制工业自动化生产的教学中，老师经常用电脑模拟展示伺服系统如何完成工作的，但是这种展示立体性不强，学生不容易理解，学校购买的模型较为复杂，基础差的学生不容易看懂，且模型价格昂贵，学生很少有机会接触，且模型多为不可拆卸，学生不能自由的进行组合，降低了学生的学习兴趣。因此，针对上述问题提出一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型，包括底框，所述底框的顶面通过轴承分别安装有第五底轴、第四底轴、第三底轴、第二底轴和第一底轴，所述第五底轴、第四底轴、第三底轴、第二底轴和第一底轴位于同一直线上，所述第五底轴上固定套接有第一锥齿轮，所述第五底轴、第四底轴、第三底轴、第二底轴和第一底轴的顶端处均设有凹槽，所述第五底轴的顶端配合安装有第三转轴，所述第三转轴上固定套接有第一小齿轮，所述第四底轴的顶端配合安装有第一转轴，所述第一转轴上固定套接有第二小齿轮和第二大齿轮，所述第二大齿轮与第一小齿轮相互啮合，所述第二小齿轮靠近第一转轴的顶端处，所述第三底轴的顶面配合安装有第二转轴，所述第二转轴上固定套接有第一大齿轮，所述第一大齿轮与第二小齿轮相互啮合，所述第三转轴、第一顶轴和第二转轴的顶端均开设有凹槽；

所述底框两侧板顶面卡合连接有顶框，所述底框两侧板顶端开设有凹槽，所述顶框两侧板底端设有与底框两侧板凹槽相匹配的凸块，所述顶框通过轴承安装有第一顶轴、第二顶轴、第三顶轴、第四顶轴和第五顶轴，所述第一顶轴、第二顶轴、第三顶轴第四顶轴和第五顶轴的底端均设有凸块，所述第一顶轴、第二顶轴、第三顶轴底端凸块分别与第三转轴、第一转轴和第二转轴顶端的凹槽卡接在一起，所述顶框的顶面通过固定柱安装有圆盘，所述第三顶轴穿过圆盘圆心处，且圆盘与第三转间隙配合，所述第三转轴的顶端处套接有指针，所述底框的一侧面固定固定安装有底板，所述底板靠近底框的底部，所述底板的顶面通过螺栓安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴连接有联轴器，所述联轴器的另一端安装有第四转轴，远离所述联轴器的第四转轴的一端固定安装有第二锥齿轮，所述第四转轴穿过底框的一侧板并延伸至底框内，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮相互啮合，所述底板上安装有控制面板，所述控制面板通过数据连接线与伺服电机的编码器连接；

优选的，所述第一底轴和第二底轴均由两个中空的管体套接构成，且第一底轴、第二底轴套接处均安装有紧固栓。

优选的，所述第一顶轴、第二顶轴、第三顶轴、第四顶轴和第五顶轴的顶面均设有凹槽。

优选的，所述顶框顶面设有两个插杆。

优选的，所述圆盘底面固定安装有两个套筒。

优选的，所述第四顶轴和第五顶轴与第二底轴和第一底轴位置相互对应。

优选的，所述控制面板由触摸屏、PLC、伺服控制器组成。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的结构较为简单，够买成本较低，通过简单的伺服系统来控制指针转动角度，从而模拟工业自动化生产中机械手臂是如何转动的，以最为简单的伺服运动来展示，使得基础较差的同学也较容易理解；

2、本实用新型的结构可拆卸，且预留有第一底轴、第二底轴、第四顶轴、第五顶轴，学生可以根据自己兴趣，自己加装齿轮，从而模拟三级减速的运动过程，提高了学生的学习兴趣，增加了教学模型的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用A的剖视图。

图中：1、圆盘，2、第一顶轴，3、第一转轴，4、第二顶轴，5、指针，6、第三顶轴，7、第四顶轴，8、第五顶轴，9、第一大齿轮，10、第二转轴，11、第一底轴，12、第二底轴，13、第三底轴，14、第二大齿轮，15、第四底轴，16、第五底轴，17、第一锥齿轮，18、底框，19、第二锥齿轮，20、底板，21、控制面板，22、伺服电机，23、联轴器，24、第四转轴，25、第一小齿轮，26、第二小齿轮，27、第三转轴，28、顶框，29、套筒，30、撑杆。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2所示，一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型，包括底框18，所述底框18的顶面通过轴承分别安装有第五底轴16、第四底轴15、第三底轴13、第二底轴12和第一底轴11，所述第五底轴16、第四底轴15、第三底轴13、第二底轴12和第一底轴11位于同一直线上，所述第五底轴16上固定套接有第一锥齿轮17，所述第五底轴16、第四底轴15、第三底轴13、第二底轴12和第一底轴11的顶端处均设有凹槽，所述第五底轴16的顶端配合安装有第三转轴27，所述第三转轴27上固定套接有第一小齿轮25，所述第四底轴15的顶端配合安装有第一转轴3，所述第一转轴3上固定套接有第二小齿轮26和第二大齿轮14，所述第二大齿轮14与第一小齿轮25相互啮合，所述第二小齿轮26靠近第一转轴3的顶端处，所述第三底轴13的顶面配合安装有第二转轴10，所述第二转轴10上固定套接有第一大齿轮9，所述第一大齿轮9与第二小齿轮26相互啮合，所述第三转轴27、第一顶轴2和第二转轴10的顶端均开设有凹槽；

所述底框18两侧板顶面卡合连接有顶框28，所述底框18两侧板顶端开设有凹槽，所述顶框28两侧板底端设有与底框18两侧板凹槽相匹配的凸块，所述顶框28通过轴承安装有第一顶轴2、第二顶轴4、第三顶轴6、第四顶轴7和第五顶轴8，所述第一顶轴2、第二顶轴4、第三顶轴6第四顶轴7和第五顶轴8的底端均设有凸块，所述第一顶轴2、第二顶轴4、第三顶轴6底端凸块分别与第三转轴27、第一转轴3和第二转轴10顶端的凹槽卡接在一起，所述顶框28的顶面通过固定柱安装有圆盘1，所述第三顶轴6穿过圆盘1圆心处，且圆盘1与第三转轴27间隙配合，所述第三转轴27的顶端处套接有指针5，所述底框18的一侧面固定固定安装有底板20，所述底板20靠近底框18的底部，所述底板20的顶面通过螺栓安装有伺服电机22，所述伺服电机22的输出轴连接有联轴器23，所述联轴器23的另一端安装有第四转轴24，远离所述联轴器23的第四转轴24的一端固定安装有第二锥齿轮19，所述第四转轴24穿过底框18的一侧板并延伸至底框18内，所述第二锥齿轮19与第一锥齿轮17相互啮合，所述底板20上安装有控制面板21，所述控制面板21通过数据连接线与伺服电机22的编码器连接，控制伺服电机22转速及转向；

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述第一底轴11和第二底轴12均由两个中空的管体套接构成，便于配合不同高度轴的安装，且第一底轴11、第二底轴12套接处均安装有紧固栓，便于固定第一底轴11、第二底轴的高度。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述第一顶轴2、第二顶轴4、第三顶轴6、第四顶轴7和第五顶轴8的顶面均设有凹槽，便于后期自由组合时，轴的安装。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述顶框28顶面设有两个插杆30，便于固定转盘。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述圆盘1底面固定安装有两个套筒29，便于圆盘1与顶框28固定。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述第四顶轴7和第五顶轴8与第二底轴12和第一底轴11位置相互对应，便于后期模拟三级减速的过程。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述控制面板21由触摸屏、PLC、伺服控制器组成，便于伺服电机22的控制。

本实用新型在使用时，将控制面板21和伺服电机22外接电源，打开控制开关，此时伺服电机22的主轴转动，主轴转动带动第四转轴24转动，第二锥齿轮19跟随第四转轴24转动，第二锥齿轮19带动第一锥齿轮17转动，第一锥齿轮17带动第五底轴16转动，第五底轴16转动的同时带动第三转轴27转动，此时第一小齿轮25跟随转动，第一小齿轮25带动第二大齿轮14转动，此时第一转轴3转动，第一转轴3转动的同时，第二小齿轮26转动，第二小齿轮26转动时，带动第一大齿轮9转动，此时第二转轴10跟随转动，第二转轴10转动带动第三顶轴6转动，此时第三顶轴6顶端的指针5转圈，可以以圆盘1的圆心为基准设置多个弧形区，然后通过控制面板21精准的控制指针5所指的圆盘1区域，用来模拟工业生产中机械手臂圆周转动的情景，以此来更好的理解伺服系统在工业自动化生产中的应用，本装置的第一底轴11、第二底轴12、第三底轴13、第四底轴15、第五底轴16的顶面均切设有凹槽，第一转轴3、第二转轴10、第三转轴27的顶面和底面分别设有凹槽和凸块，且第一顶轴2、第二顶轴4、第三顶轴6、第四顶轴7和第五顶轴8的顶端和底端分别设有凹槽和凸块，顶框28与底框18卡合，可进行拆卸，增强了学生的动手能力，且预留有第一底轴11、第二底轴12、第四顶轴7和第五顶轴8，可增加齿轮个数，模拟三级减速器的工作原理，而且第一底轴11和第二底轴12可升高和降低，方便了配合安装不同长度的轴。

所述触摸屏由中触股份有限公司提供的12.1寸电容触摸屏，其配套电源电路由厂家提供。

所述PLC由东莞市海蓝自动化科技有限公司提供的FBS-2LC，其配套电源电路由厂家提供。

所述伺服控制器由工博士工业品商城提供的ASD-A2-0721-M，其配套电源电路由厂家提供。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本实用新型保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

以上对本实用新型所提供的一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型，其特征在于：包括底框(18)，所述底框(18)的顶面通过轴承分别安装有第五底轴(16)、第四底轴(15)、第三底轴(13)、第二底轴(12)和第一底轴(11)，所述第五底轴(16)、第四底轴(15)、第三底轴(13)、第二底轴(12)和第一底轴(11)位于同一直线上，所述第五底轴(16)上固定套接有第一锥齿轮(17)，所述第五底轴(16)、第四底轴(15)、第三底轴(13)、第二底轴(12)和第一底轴(11)的顶端处均设有凹槽，所述第五底轴(16)的顶端配合安装有第三转轴(27)，所述第三转轴(27)上固定套接有第一小齿轮(25)，所述第四底轴(15)的顶端配合安装有第一转轴(3)，所述第一转轴(3)上固定套接有第二小齿轮(26)和第二大齿轮(14)，所述第二大齿轮(14)与第一小齿轮(25)相互啮合，所述第二小齿轮(26)靠近第一转轴(3)的顶端处，所述第三底轴(13)的顶面配合安装有第二转轴(10)，所述第二转轴(10)上固定套接有第一大齿轮(9)，所述第一大齿轮(9)与第二小齿轮(26)相互啮合，所述第三转轴(27)、第一顶轴(2)和第二转轴(10)的顶端均开设有凹槽；

所述底框(18)两侧板顶面卡合连接有顶框(28)，所述底框(18)两侧板顶端开设有凹槽，所述顶框(28)两侧板底端设有与底框(18)两侧板凹槽相匹配的凸块，所述顶框(28)通过轴承安装有第一顶轴(2)、第二顶轴(4)、第三顶轴(6)、第四顶轴(7)和第五顶轴(8)，所述第一顶轴(2)、第二顶轴(4)、第三顶轴(6)第四顶轴(7)和第五顶轴(8)的底端均设有凸块，所述第一顶轴(2)、第二顶轴(4)、第三顶轴(6)底端凸块分别与第三转轴(27)、第一转轴(3)和第二转轴(10)顶端的凹槽卡接在一起，所述顶框(28)的顶面通过固定柱安装有圆盘(1)，所述第三顶轴(6)穿过圆盘(1)圆心处，且圆盘(1)与第三转轴(27)间隙配合，所述第三转轴(27)的顶端处套接有指针(5)，所述底框(18)的一侧面固定固定安装有底板(20)，所述底板(20)靠近底框(18)的底部，所述底板(20)的顶面通过螺栓安装有伺服电机(22)，所述伺服电机(22)的输出轴连接有联轴器(23)，所述联轴器(23)的另一端安装有第四转轴(24)，远离所述联轴器(23)的第四转轴(24)的一端固定安装有第二锥齿轮(19)，所述第四转轴(24)穿过底框(18)的一侧板并延伸至底框(18)内，所述第二锥齿轮(19)与第一锥齿轮(17)相互啮合，所述底板(20)上安装有控制面板(21)，所述控制面板(21)通过数据连接线与伺服电机(22)的编码器连接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型，其特征在于：所述第一底轴(11)和第二底轴(12)均由两个中空的管体套接构成，且第一底轴(11)、第二底轴(12)套接处均安装有紧固栓。

3.根据权利要求1所述的一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型，其特征在于：所述第一顶轴(2)、第二顶轴(4)、第三顶轴(6)、第四顶轴(7)和第五顶轴(8)的顶面均设有凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型，其特征在于：所述顶框(28)顶面设有两个插杆(30)。

5.根据权利要求1所述的一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型，其特征在于：所述圆盘(1)底面固定安装有两个套筒(29)。

6.根据权利要求1所述的一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型，其特征在于：所述第四顶轴(7)和第五顶轴(8)与第二底轴(12)和第一底轴(11)位置相互对应。

7.根据权利要求1所述的一种模拟机械手臂转动的伺服教学模型，其特征在于：所述控制面板(21)由触摸屏、PLC、伺服控制器组成。