CN209640684U - 实验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种实验平台，其中，实验平台包括：本体；支架；第一驱动部，第一驱动部设置在本体上，且与支架的一端相连接，用于驱动支架在第一方向运动；摆臂，摆臂的一端与支架的另一端转动相连；第二驱动部，第二驱动部设置在支架上，驱动摆臂在第二方向转动；控制部，控制部分别与第一驱动部和第二驱动部相连接，根据上位机发送的工作模型生成第一控制信号驱动第一驱动部和根据上位机发送的工作模型生成第二控制信号驱动第二驱动部。本实用新型提出的实验平台实现摆臂在第一方向和第二方向上的运动控制，进而按照上位机的第一控制信号和第二控制信号组成的控制信号实现指定动作，进而实现空间操控测试。

Description

实验平台

技术领域

本实用新型涉及控制领域，具体而言，涉及一种实验平台。

背景技术

一般地，现有实验平台只能实现对单一方向的驱动控制，无法满足仿真需求，因此，需要一种实验平台实现多方向的仿真控制。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的在于提出了一种实验平台。

为实现上述目的，本实用新型的实施例提出了一种实验平台，包括：本体；支架；第一驱动部，第一驱动部设置在本体上，且与支架的一端相连接，用于驱动支架在第一方向运动；摆臂，摆臂的一端与支架的另一端转动相连；第二驱动部，第二驱动部设置在支架上，驱动摆臂在第二方向转动；控制部，控制部分别与第一驱动部和第二驱动部相连接，根据上位机发送的工作模型生成第一控制信号驱动第一驱动部和根据上位机发送的工作模型生成第二控制信号驱动第二驱动部。

本实用新型提供的实施例提出了一种实验平台，包括：本体、支架、第一驱动部、摆臂、第二驱动部和控制部。其中，控制部分别与第一驱动部和第二驱动部相连接，第一驱动部设置在本体上，并且与支架的一端相连接，与支架配合使用的摆臂的一端与支架的另一端转动相连，同时第二驱动部设置在支架上，在控制部接收到上位机发送的工作模型生成第一控制信号和第二控制信号后，根据第一控制信号驱动第一驱动部驱动支架在第一方向运动，并根据第二控制信号驱动第二驱动部驱动摆臂在第二方向运动，实现摆臂在第一方向和第二方向上的运动控制，进而按照上位机的第一控制信号和第二控制信号组成的控制信号实现指定动作，进而实现空间操控测试。

另外，根据本实用新型上述实施例的实验平台，还可以具有如下附加的技术特征：

在上述技术方案中，进一步地，第一驱动部包括：丝杠；第一伺服电机，第一伺服电机与丝杠相连接，按照第一控制信号驱动丝杠转动，支架通过与丝杠相配合的螺纹沿第一方向运动；第一绝对式编码器，第一绝对式编码器与第一伺服电机相连接，用于检测第一伺服电机以得到第一位置信号，并反馈至控制部，以供控制部更新第一控制信号。

在该技术方案中，第一驱动部包括丝杠和第一伺服电机，在第一伺服电机转动时，与第一伺服电机相连接的丝杠同时转动，支架通过与丝杠相配合的螺纹沿第一方向运动，具体地，在伺服电机反向转动时，支架通过与丝杠相配合的螺纹沿第一方向运动相反的方向运动，由丝杠和第一伺服电机组成的第一驱动部结构简单，具有稳定性高；第一驱动部还包括第一绝对式编码器，第一绝对式编码器在对第一伺服电机进行检测过程中，得到第一伺服电机所对应的第一位置信号，通过反馈至控制部，以供控制部更新第一控制信号，进一步地，上位机与控制部直接通讯，进而实现第一控制信号和第二控制信号的更新控制，用户可以根据上位机进行实时控制，简化了实验平台的测试流程，其中第一绝对式编码器与第一伺服电机相连接，利用绝对式编码器中每一个位置绝对唯一、抗干扰和无需掉电记忆的特点确保了第一伺服电机的测量精度，优选地，第一绝对式编码器为多圈绝对式编码器，其中多圈绝对式编码器是测量旋转超过360度的编码，因此，实验平台无需确定零点，简化安装调试难度。

进一步地，丝杠与第一伺服电机通过联轴器相连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，第二驱动部包括：传动机构；第二伺服电机，第二伺服电机与传动机构相连接，传动机构与摆臂的一端相连接，按照第二控制信号驱动传动机构控制摆臂在第二方向转动；第二绝对式编码器，第二绝对式编码器与第二伺服电机相连接，用于检测第二伺服电机以得到第二位置信号，并反馈至控制部，以供控制部更新第二控制信号。

在该技术方案中，第二驱动部包括传动机构和第二伺服电机，其中传动机构分别与第二伺服电机和摆臂的一端相连接，在第二伺服电机接收到控制部发出的第二控制信号时，通过传动机构驱动摆臂沿第二方向转动，由传动机构和第二伺服电机组成的第二驱动部结构简单，成本低；第二驱动部还包括：第二绝对式编码器，第二绝对式编码器在对第二伺服电机进行检测过程中，得到第二伺服电机所对应的第二位置信号，通过反馈至控制部，以供控制部更新第二控制信号，进一步地，上位机与控制部直接通讯，进而实现第二控制信号和第二控制信号的更新控制，用户可以根据上位机进行实时控制，简化了实验平台的测试流程，其中第二绝对式编码器与第二伺服电机相连接，利用绝对式编码器中每一个位置绝对唯一、抗干扰和无需掉电记忆的特点确保了第二伺服电机的测量精度，优选地，第一绝对式编码器为多圈绝对式编码器，其中多圈绝对式编码器是测量旋转超过360度的编码，因此，实验平台无需确定零点，简化安装调试难度。

在上述任一技术方案中，进一步地，传动机构包括：第一齿轮，与第二伺服电机的输出端相连接；传动轴；第二齿轮，第二齿轮穿设于传动轴上，第二齿轮与第一齿轮相配合；第三齿轮，第三齿轮穿设于传动轴上；第四齿轮，第四齿轮设置在摆臂的一端，第四齿轮与第三齿轮相配合。

在该技术方案中，传动机构由第一齿轮、传动轴、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮组成，其中第一齿轮与第二伺服电机的输出端相连接，第一齿轮在第二伺服电机的转动下带动第二齿轮转动，由于第二齿轮与第三齿轮通过传动轴相连接，在第二齿轮转动时，第三齿轮按照相同的角速度转动，由于第四齿轮设置在摆臂的一端，在第三齿轮转动的同时带动第四齿轮转动，进而实现摆臂转动的控制，进一步地，根据第一齿轮和第四齿轮的转速选择第二齿轮和第三齿轮的齿数，利用第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮实现转速的控制。

在上述任一技术方案中，进一步地，本体上设有导轨，支架与导轨可运动相连接。

在该技术方案中，本体上设有导轨，在第一驱动部驱动支架按照第一方向运动，由于本体设有导轨，利用导轨来矫正支架的运动方向，确保了支架运动方向的准确性，规避了仅使用丝杠来驱动和支撑支架存在的不稳定。

在上述任一技术方案中，进一步地，控制部包括：控制板；第一驱动器，第一驱动器分别与第一伺服电机、控制板和第一绝对式编码器相连接，用于接收控制板发送的第一控制信号并发送至第一伺服电机，接收第一位置信号，并将根据第一控制信号和第一位置信号确定的第一偏差信号发送至控制板；第二驱动器，第二驱动器分别与第二伺服电机、控制板和第二绝对式编码器相连接，用于接收控制板发送的第二控制信号并发送至第二伺服电机，接收第二位置信号，并将根据第二控制信号和第二位置信号确定的第二偏差信号发送至控制板；控制板与上位机通信，发送第一控制信号至第一驱动器以及发送第二控制信号至第二驱动器，并根据第一偏差信号和第二偏差信号更新第一控制信号和/或第二控制信号,以及将第一偏差信号和第二偏差信号发送至上位机，以使上位机更新工作模型。

在该技术方案中，控制部具体包括控制板、第一驱动器和第二驱动器，其中，第一驱动器分别与第一伺服电机、控制板和第一绝对式编码器相连接；第二驱动器分别与第二伺服电机、控制板和第二绝对式编码器相连接。在控制板接收到上位机发送的工作模型生成第一控制信号和第二控制信号后，将第一控制信号发送至第一驱动器，利用第一驱动器与第一伺服电机的连接关系，控制第一伺服电机运行，同时利用第一驱动器与第一绝对式编码器的连接关系，获取根据第一绝对式编码器检测得到的第一位置信号和第一控制信号确定的第一偏差信号，并根据第一偏差信号更新第一控制信号，同时将第一偏差信号发送至上位机，以使上位机更新工作模型；利用第二驱动器与第二伺服电机的连接关系，控制第二伺服电机运行，同时利用第二驱动器与第二绝对式编码器的连接关系，获取根据第二绝对式编码器检测得到的第二位置信号和第二控制信号确定的第二偏差信号，并根据第二偏差信号更新第二控制信号，同时将第二偏差信号发送至上位机，以使上位机更新工作模型，工作模型的更新设置实现了实验平台仿真和执行控制的同时进行，减少了实验平台仿真和执行控制的时间。

在上述任一技术方案中，进一步地，第一伺服电机和第二伺服电机是表贴式永磁同步电机。

在该技术方案中，表贴式永磁同步电机在恒功率运行时，可实现电流和转矩平稳输出，极大地降低了电机的运行噪声。进一步地，表贴式永磁同步电机是表贴式2对极永磁同步电机，可以实现零转速控制，转矩可达到最大转矩值，提高驱动力。

在上述任一技术方案中，进一步地，摆臂设有视觉检测装置、超声波探伤检测装置和定位装置中的至少一种。

在该技术方案中，通过在摆臂上设有视觉检测装置、超声波探伤检测装置和定位装置中的至少一种，进而实现针对多种流水线下多种装置的仿真测试，进而提高整体的仿真测试效率。

在上述任一技术方案中，进一步地，控制板通过通用串行总线与上位机通讯。

在该技术方案中，传统的实验平台中上位机与控制板之间通过使用PCI(Peripheral Component Interconnect，英特尔公司1991年推出的用于定义局部总线的标准)数据采集口，PCI数据采集口的使用需要指定上位机进行通讯，故实验平台不能通过其他设备控制仿真，不利于仿真实验，并且PCI数据采集接口电路一般较为复杂，PCI通用数据采集卡价格昂贵，这增加了设备的研发难度以及开发成本，而使用通用串行总线(USB，Universal Serial Bus，一种外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯)能够实现将任一电脑作为上位机，进而消除了上位机指定的限制，方便进行仿真，同时降低了成本。

在上述任一技术方案中，进一步地，第一控制信号和第二控制信号包括运行圈数、运行速度中至少一种。

在该技术方案中，第一控制信号和第二控制信号包括但不局限于运行圈数、运行速度，还可以包括运行时间，电压，电流等，以便对第一伺服电机和第二伺服电机的控制，以提高对第一伺服电机和第二伺服电机的控制精度。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的实验平台的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的另一个实施例的实验平台的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的再一个实施例的实验平台的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型的又一个实施例的实验平台的结构示意图；

图5示出了根据本实用新型的又一个实施例的实验平台的结构示意图；

图6示出了根据本实用新型的又一个实施例的实验平台的结构示意图；

图7示出了根据本实用新型的一个实施例的实验平台的控制的流程示意图。

其中，图1和图6中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

2本体，22导轨，4支架，6第一驱动部，62丝杠，64第一伺服电机，66第一绝对式编码器，8摆臂，10第二驱动部，102传动机构，1022，第二齿轮，1024第三齿轮，1026第四齿轮，104第二伺服电机，106第二绝对式编码器，12控制部，122控制板，124第一驱动器，126第二驱动器，14上位机，16把手，18底座，20联轴器。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的实施例中，如图1至图5所示，提出了一种实验平台，具体包括：本体2；支架4；第一驱动部6，第一驱动部6设置在本体2上，且与支架4的一端相连接，用于驱动支架4在第一方向运动；摆臂8，摆臂8的一端与支架4的另一端转动相连；第二驱动部10，第二驱动部10设置在支架4上，驱动摆臂8在第二方向转动；控制部12，控制部12分别与第一驱动部6和第二驱动部10相连接，根据上位机14发送的第一控制信号驱动第一驱动部6和根据上位机14发送的第二控制信号驱动第二驱动部10。

本实用新型提供的实施例提出的种实验平台，包括：本体2、支架4、第一驱动部6、摆臂8、第二驱动部10、控制部12和上位机14。其中，控制部12分别与第一驱动部6和第二驱动部10相连接，第一驱动部6设置在本体2上，并且与支架4的一端相连接，与支架4配合使用的摆臂8的一端与支架4的另一端转动相连，同时第二驱动部10设置在支架4上，在控制部12接收到上位机14发送的第一控制信号和第二控制信号后，根据第一控制信号驱动第一驱动部6驱动支架4在第一方向运动，并根据第二控制信号驱动第二驱动部10驱动摆臂8在第二方向运动，实现摆臂8在第一方向和第二方向上的运动控制，进而按照上位机14的第一控制信号和第二控制信号组成的控制信号实现指定动作，进而实现空间操控测试。其中，如图1所示，实验平台还设有底座18以及与底座18连接的把手16，本体2设置在底座18上。

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，第一驱动部6包括：丝杠62；第一伺服电机64，第一伺服电机64与丝杠62相连接，按照第一控制信号驱动丝杠62转动，支架4通过与丝杠62相配合的螺纹沿第一方向运动；第一绝对式编码器66，第一绝对式编码器66与第一伺服电机64相连接，用于检测第一伺服电机64以得到第一位置信号，并反馈至控制部12，以供控制部12更新第一控制信号。

在该实施例中，第一驱动部6包括丝杠62和第一伺服电机64，在第一伺服电机64转动时，与第一伺服电机64相连接的丝杠62同时转动，支架4通过与丝杠62相配合的螺纹沿第一方向运动，具体地，在伺服电机反向转动时，支架4通过与丝杠62相配合的螺纹沿第一方向运动相反的方向运动，由丝杠62和第一伺服电机64组成的第一驱动部6结构简单，具有稳定性高；第一驱动部6还包括第一绝对式编码器66，第一绝对式编码器66在对第一伺服电机64进行检测过程中，得到第一伺服电机64所对应的第一位置信号，通过反馈至控制部12，以供控制部12更新第一控制信号，进一步地，上位机14与控制部12直接通讯，进而实现第一控制信号和第二控制信号的更新控制，用户可以根据上位机14进行实时控制，简化了实验平台的测试流程，其中第一绝对式编码器66与第一伺服电机64相连接，利用绝对式编码器中每一个位置绝对唯一、抗干扰和无需掉电记忆的特点确保了第一伺服电机64的测量精度，优选地，第一绝对式编码器66为多圈绝对式编码器，其中多圈绝对式编码器是测量旋转超过360度的编码，因此，实验平台无需确定零点，简化安装调试难度。

进一步地，如图4所示，丝杠62与第一伺服电机64通过联轴器20相连接。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，第二驱动部10包括：传动机构102；第二伺服电机104，第二伺服电机104与传动机构102相连接，传动机构与摆臂8的一端相连接，按照第二控制信号驱动传动机构102控制摆臂8在第二方向转动；第二绝对式编码器106，第二绝对式编码器106与第二伺服电机104相连接，用于检测第二伺服电机104以得到第二位置信号，并反馈至控制部12，以供控制部12更新第二控制信号。

在该实施例中，第二驱动部10包括传动机构102和第二伺服电机104，其中传动机构102分别与第二伺服电机104和摆臂8的一端相连接，在第二伺服电机104接收到控制部12发出的第二控制信号时，通过传动机构102驱动摆臂8沿第二方向转动，由传动机构102和第二伺服电机104组成的第二驱动部10结构简单，成本低；第二驱动部10还包括：第二绝对式编码器106，第二绝对式编码器106在对第二伺服电机104进行检测过程中，得到第二伺服电机104所对应的第二位置信号，通过反馈至控制部12，以供控制部12更新第二控制信号，进一步地，上位机14与控制部12直接通讯，进而实现第二控制信号和第二控制信号的更新控制，用户可以根据上位机14进行实时控制，简化了实验平台的测试流程，其中第二绝对式编码器106与第二伺服电机104相连接，利用绝对式编码器中每一个位置绝对唯一、抗干扰和无需掉电记忆的特点确保了第二伺服电机104的测量精度，优选地，第一绝对式编码器66为多圈绝对式编码器，其中多圈绝对式编码器是测量旋转超过360度的编码，因此，实验平台无需确定零点，简化安装调试难度。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，传动机构102包括：第一齿轮(图中未示出)，与第二伺服电机104的输出端相连接；传动轴；第二齿轮1022，第二齿轮1022穿设于传动轴上，第二齿轮1022与第一齿轮相配合；第三齿轮1024，第三齿轮1024穿设于传动轴上；第四齿轮1026，第四齿轮1026设置在摆臂8的一端，第四齿轮1026与第三齿轮1024相配合。

在该实施例中，传动机构102由第一齿轮、传动轴、第二齿轮1022、第三齿轮1024和第四齿轮1026组成，其中第一齿轮与第二伺服电机104的输出端相连接，第一齿轮在第二伺服电机104的转动下带动第二齿轮1022转动，由于第二齿轮1022与第三齿轮1024通过传动轴相连接，在第二齿轮1022转动时，第三齿轮1024按照相同的角速度转动，由于第四齿轮1026设置在摆臂8的一端，在第三齿轮1024在转动的同时带动第四齿轮1026转动，进而实现摆臂8转动的控制，进一步地，根据第一齿轮和第四齿轮1026的转速选择第二齿轮1022和第三齿轮1024的齿数，利用第一齿轮、第二齿轮1022、第三齿轮1024和第四齿轮1026实现转速的控制。

在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，本体2上设有导轨22，支架4与导轨22可运动相连接。

在该实施例中，本体2上设有导轨22，在第一驱动部6驱动支架4按照第一方向运动，由于本体2设有导轨22，利用导轨22来矫正支架4的运动方向，确保了支架4运动方向的准确性，规避了仅使用丝杠62来驱动和支撑支架4存在的不稳定。

在本实用新型的一个实施例中，如图6所示，控制部12包括：控制板122；第一驱动器124，第一驱动器124分别与第一伺服电机64、控制板122和第一绝对式编码器66相连接，用于接收控制板122发送的第一控制信号并发送至第一伺服电机64，接收第一位置信号，并将根据第一控制信号和第一位置信号确定的第一偏差信号发送至控制板122；第二驱动器126，第二驱动器126分别与第二伺服电机104、控制板122和第二绝对式编码器106相连接，用于接收控制板122发送的第二控制信号并发送至第二伺服电机104，接收第二位置信号，并将根据第二控制信号和第二位置信号确定的第二偏差信号发送至控制板122；控制板122与上位机14通信，发送第一控制信号至第一驱动器124以及发送第二控制信号至第二驱动器126，以及将第一偏差信号和第二偏差信号发送至上位机14，以使上位机14更新第一控制信号和/或第二控制信号。

在该实施例中，控制部12具体包括控制板122、第一驱动器124和第二驱动器126，其中，第一驱动器124分别与第一伺服电机64、控制板122和第一绝对式编码器66相连接；第二驱动器126分别与第二伺服电机104、控制板122和第二绝对式编码器106相连接。在控制板122接收到上位机14发送的第一控制信号和第二控制信号后，将第一控制信号发送至第一驱动器124，利用第一驱动器124与第一伺服电机64的连接关系，控制第一伺服电机64运行，同时利用第一驱动器124与第一绝对式编码器66的连接关系，获取根据第一绝对式编码器66检测得到的第一位置信号和第一控制信号确定的第一偏差信号，并将第一偏差信号发送上位机14，以使上位机14更新第一控制信号；利用第二驱动器126与第二伺服电机104的连接关系，控制第二伺服电机104运行，同时利用第二驱动器126与第二绝对式编码器106的连接关系，获取根据第二绝对式编码器106检测得到的第二位置信号和第二控制信号确定的第二偏差信号，并将第二偏差信号发送上位机14，以使上位机14更新第二控制信号，第一控制信号和/或第二控制信号的更新设置实现了实验平台仿真和执行控制的同时进行，减少了实验平台仿真和执行控制的时间。

在本实用新型的一个实施例中，第一伺服电机64和第二伺服电机104是表贴式永磁同步电机。

在该实施例中，表贴式永磁同步电机在恒功率运行时，可实现电流和转矩平稳输出，极大地降低了电机的运行噪声。进一步地，表贴式永磁同步电机是表贴式2对极永磁同步电机，可以实现零转速控制，转矩可达到最大转矩值，提高驱动力。

在本实用新型的一个实施例中，摆臂8设有视觉检测装置(未示出)、超声波探伤检测装置(未示出)和定位装置(未示出)中的至少一种。

在该实施例中，通过在摆臂8上设有视觉检测装置、超声波探伤检测装置和定位装置中的至少一种，进而实现针对多种流水线下多种装置的仿真测试，进而提高整体的仿真测试效率。

在本实用新型的一个实施例中，控制板122通过通用串行总线与上位机14通讯。

在该实施例中，传统的实验平台中上位机14与控制板122之间通过使用PCI(Peripheral Component Interconnect，英特尔公司1991年推出的用于定义局部总线的标准)数据采集口，PCI数据采集口的使用需要指定上位机14进行通讯，故实验平台不能通过其他设备控制仿真，不利于仿真实验，并且PCI数据采集接口电路一般较为复杂，PCI通用数据采集卡价格昂贵，这增加了设备的研发难度以及开发成本，而使用通用串行总线(USB，Universal Serial Bus，一种外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯)能够实现将任一电脑作为上位机14，进而消除了上位机14指定的限制，方便进行仿真，同时降低了成本。

在本实用新型的一个实施例中，第一控制信号和第二控制信号包括运行圈数、运行速度中至少一种。

在该技术方案中，第一控制信号和第二控制信号包括但不局限于运行圈数、运行速度，还可以包括运行时间，电压，电流等，以便对第一伺服电机64和第二伺服电机104的控制，以提高对第一伺服电机64和第二伺服电机104的控制精度。

在本实用新型的一个实施例中，如图1至图5所示，上位机14中应用MATLAB(美国MathWorks公司出品的商业软件)的Simulink(动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境)构建的RTW(Real-Time Workshop实时工作间)控制模型，在Simulink(集成环境下调动CCS编译器将控制模型转化成DSP(digital signal processor，一种微处理器)可执行代码，通过使用XDS100V2(一种仿真器型号)仿真器将DSP可执行代码下载到第一驱动器124(TMS320F28069DSP驱动器)和第二驱动器126(TMS320F28069 DSP驱动器)和控制板122(TMS320F28335 DSP控制板)中运行，分别实现电机驱动、运动控制功能，并通过仿真器将控制板122采集到的编码器信号发送到Simulink中的检测模块，从而实现PC机实时监控实验数据，并对运动控制算法参数进行动态调整。

具体地，第一驱动器124和第二驱动器126通过RS-485通信实现与第一绝对式编码器66和第二绝对式编码器106进行通讯，第一驱动器124接收第一绝对式编码器66检测到的第一位置信号，并将第一位置信号和第一控制信号确定的第一偏差信号，控制板122对第一控制信号和/或第二控制信号进行更新，其中第一驱动器124和第二驱动器126通过控制器局部网络与控制板122进行通讯，控制第一伺服电机64和第二伺服电机104按照指定圈数转动，进而控制支架4和摆臂8按照指定轨迹运动，其中控制板122通过USB数据线与上位机14通讯方便开发人员进行实验数据的实时检测以及对运动控制算法参数进行动态调整。本实验平台通过额外添加诸如视觉检测装置、超声波探伤检测装置和定位装置中的至少一种，增加工业相机这一视觉检测系统，可以完成工件的视觉检测，增加超声波探伤检测系统，能实时完成超声波探身检测，剔除劣质产品，增加机械手抓取系统，可以完成精确定位、抓取，具体地，指定轨迹在第一方向上的运动范围为0-300mm。在第二方向上的工作半径为400mm，在第二方向上的运动角度范围为正负100度。

进一步地，上位机14发送至控制部12的工作模型还包括第一驱动器124和第二驱动器126的工作模型，在上位机14更新工作模型的同时，控制板122、第一驱动器124和第二驱动器126的工作模型同步更新。

在本实用新型的一个实施例中，如图7所示，实验平台执行的流程具体包括：

步骤702，在MATLAB下构建系统的RTW仿真模型；

步骤704，配置系统的RTW仿真模型仿真环境；

步骤706，上位机与控制板和驱动器实现UART通信；

步骤708，运行RTW仿真模型；

步骤710，控制板和驱动器驱动伺服电机工作；

步骤712，检测伺服电机转动轴的位置信号，判断转动轴是否按照预定轨迹运动，在判断结果为否时，执行步骤714，否则，结束；

步骤714，上位机调整RTW仿真模型中运动控制算法的参数，并执行步骤708。

上位机14中使用MATLAB版本是R2017a，在实验前需安装DSP Simulink硬件支持包。利用“Commonly Used Blocks”、“Embedded Coder Support Package for TexasInstruments C2000 Processors”工具箱构建DSP驱控系统半实物仿真目标模型，利用目标模型设计RTW Real-Time Workshop实时工作间)仿真模型，并将模型工作模式配置成“Normal mode”，工作模型运行时首先自动生成可通过UART通信与Simulink进行数据交互的可执行代码，并通过XDS100v2仿真器下载到第一驱动器124(TMS320F28069 DSP驱动器)、第二驱动器126(TMS320F28069 DSP驱动器)以及控制板122(TMS320F28335 DSP)，运行上位机14的RTW仿真模型，平台开始运行。开发人员可通过RTW Simulink半实物仿真模型的Scope动态监测两个机械转动轴的实时位置以及运动控制算法相关的中间变量，并根据监测到的数据实时整定系统的运动控制算法参数，最终使两个机械转动轴分别执行预设轨迹的运动，其中，UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)，属于上位机14的一部分，用于将串口通信与并行通信间作传输转换，作为并行输入成串行输出的芯片。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实验平台，其特征在于，包括：

本体；

支架；

第一驱动部，所述第一驱动部设置在所述本体上，且与所述支架的一端相连接，用于驱动所述支架在第一方向运动；

摆臂，所述摆臂的一端与所述支架的另一端转动相连；

第二驱动部，所述第二驱动部设置在所述支架上，驱动所述摆臂在第二方向转动；

控制部，所述控制部分别与所述第一驱动部和所述第二驱动部相连接，根据上位机发送的工作模型生成第一控制信号驱动所述第一驱动部和根据所述上位机发送的工作模型生成第二控制信号驱动所述第二驱动部。

2.根据权利要求1所述的实验平台，其特征在于，所述第一驱动部包括：

丝杠；

第一伺服电机，所述第一伺服电机与所述丝杠相连接，按照所述第一控制信号驱动所述丝杠转动，所述支架通过与所述丝杠相配合的螺纹沿所述第一方向运动；

第一绝对式编码器，所述第一绝对式编码器与所述第一伺服电机相连接，用于检测所述第一伺服电机以得到第一位置信号，并反馈至所述控制部，以供所述控制部更新所述第一控制信号。

3.根据权利要求2所述的实验平台，其特征在于，所述第二驱动部包括：

传动机构；

第二伺服电机，所述第二伺服电机与所述传动机构相连接，所述传动机构与所述摆臂的一端相连接，按照所述第二控制信号驱动所述传动机构控制所述摆臂在所述第二方向转动；

第二绝对式编码器，所述第二绝对式编码器与所述第二伺服电机相连接，用于检测所述第二伺服电机以得到第二位置信号，并反馈至所述控制部，以供所述控制部更新所述第二控制信号。

4.根据权利要求3所述的实验平台，其特征在于，所述传动机构包括：

第一齿轮，与所述第二伺服电机的输出端相连接；

传动轴；

第二齿轮，所述第二齿轮穿设于所述传动轴上，所述第二齿轮与所述第一齿轮相配合；

第三齿轮，所述第三齿轮穿设于所述传动轴上；

第四齿轮，所述第四齿轮设置在所述摆臂的一端，所述第四齿轮与所述第三齿轮相配合。

5.根据权利要求4所述的实验平台，其特征在于，所述本体上设有导轨，所述支架与所述导轨可运动相连接。

6.根据权利要求3所述的实验平台，其特征在于，所述控制部包括：

控制板；

第一驱动器，所述第一驱动器分别与所述第一伺服电机、所述控制板和所述第一绝对式编码器相连接，用于接收所述控制板发送的所述第一控制信号并发送至所述第一伺服电机，接收所述第一位置信号，并将根据所述第一控制信号和所述第一位置信号确定的第一偏差信号发送至所述控制板；

第二驱动器，所述第二驱动器分别与所述第二伺服电机、所述控制板和所述第二绝对式编码器相连接，用于接收所述控制板发送的所述第二控制信号并发送至所述第二伺服电机，接收所述第二位置信号，并将根据所述第二控制信号和所述第二位置信号确定的第二偏差信号发送至所述控制板；

所述控制板与所述上位机通信，发送所述第一控制信号至所述第一驱动器以及发送所述第二控制信号至所述第二驱动器，并根据所述第一偏差信号和所述第二偏差信号更新所述第一控制信号和/或所述第二控制信号，以及将所述第一偏差信号和所述第二偏差信号发送至所述上位机，以使所述上位机更新所述工作模型。

7.根据权利要求3所述的实验平台，其特征在于，所述第一伺服电机和所述第二伺服电机是表贴式永磁同步电机。

8.根据权利要求1所述的实验平台，其特征在于，所述摆臂设有视觉检测装置、超声波探伤检测装置和定位装置中的至少一种。

9.根据权利要求6所述的实验平台，其特征在于，所述控制板通过通用串行总线与所述上位机通讯。

10.根据权利要求6所述的实验平台，其特征在于，所述第一控制信号和所述第二控制信号包括运行圈数、运行速度中至少一种。