CN214377322U - 一种用于教育科研的天车仿真系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于教育科研的天车仿真系统，包括：操作装置，连接有控制器；驱动装置，与所述控制器连接；检测装置，与所述控制器连接；所述检测装置包括集成在所述驱动装置中的位置检测装置、安装在天车小车上的角度检测装置和安装在天车小车上的障碍物检测装置；本实用新型搭建了实际桥式起重机的完整硬件结构，实现了完整工业起重机的功能要求，方便了桥式起重机在科研和教育上的应用；通过设置的检测装置，实现了对天车的位置检测、角度检查和障碍物检测。

Description

一种用于教育科研的天车仿真系统

技术领域

本实用新型属于教育科研设备技术领域，具体涉及一种用于教育科研的天车仿真系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着工业的快速发展，桥式起重机在现代化生产过程中扮演越来越重要的角色；然而，实际工厂中的桥式起重机由于其针对大量物料运输的特点，往往体积巨大、输出功率高，很难在实际桥式起重机上进行控制方案和智能化改造方案；同时，在教育领域，在对桥式起重机硬件结构，传感器安装等知识的教授上，使用工厂实际桥式起重机是不现实的。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种用于教育科研的天车仿真系统，本实用新型模拟天车实验平台以较小的空间占有，搭建了实际桥式起重机的完整硬件结构，实现完整工业起重机功能要求；在科研和教育上有着不可替代的作用。

根据一些实施例，本实用新型的方案提供了一种用于教育科研的天车仿真系统，采用如下技术方案：

一种用于教育科研的天车仿真系统，包括：

操作装置，连接有控制器；

驱动装置，与所述控制器连接；

检测装置，与所述控制器连接；所述检测装置包括集成在所述驱动装置中的位置检测装置、安装在天车小车上的角度检测装置和安装在天车小车上的障碍物检测装置。

进一步的，所述操作装置为计算机。

进一步的，所述控制器为运动控制卡。

进一步的，所述驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机。

进一步的，所述角度检测装置包括第一旋转编码器和第二旋转编码器；所述第一旋转编码器上设置第一连接杆，所述第二旋转编码器上设置第二连接杆。

进一步的，所述第一连接杆和所述第二连接杆相互垂直设置。

进一步的，所述第一连接杆和所述第二连接杆均为半圆环结构。

进一步的，所述障碍物检测装置为摄像头传感器。

进一步的，所述天车仿真系统还包括：

轨道框架，包括相互平行的第一轨道和第二轨道以及分别垂直于所述第一轨道和所述第二轨道的第三轨道；所述天车小车滑动安装在所述第三轨道上；

砝码，通过缆绳吊在所述天车小车上。

进一步的，所述砝码为多个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型搭建了实际桥式起重机的完整硬件结构，实现了完整工业起重机的功能要求，方便了桥式起重机在科研和教育上的应用。

2.本实用新型通过设置的检测装置，实现了对天车的位置检测、角度检查和障碍物检测。

3.本实用新型通过两个旋转编码器及两个半圆环连接杆构成的角度检测装置，实现了负载在x轴和y轴方向的摆角检测。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型的实施例1的结构图。

图2是本实用新型的实施例1的三维结构示意图。

图中，1、摄像头传感器，2、第二伺服电机，3、第一伺服电机， 4、第三伺服电机，5、天车小车，6、第三轨道，7、第二轨道，8、第一轨道。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种用于教育科研的天车仿真系统，包括：操作装置、控制器、驱动装置和检测装置；上述装置均运行在运行框架下，所述运行框架包括砝码、缆绳、天车小车5和轨道框架。

所述轨道框架包括相互平行的第一轨道8和第二轨道7以及分别垂直于所述第一轨道8和所述第二轨道7的第三轨道6；所述第三轨道6上滑动安装有天车小车5。

所述操作装置与所述控制器连接，所述控制器还与所述驱动装置和所述检测装置连接；所述操作装置为计算机，在本实施例中选用 window7系统计算机，在其他实施例中，可以根据实际情况选择其他版本系统的计算机；所述控制器选择运动控制卡。

所述驱动装置包括实现x轴驱动的第一伺服电机3、实现y轴驱动的第二伺服电机3和实现z轴驱动的第三伺服电机4,即所述第一伺服电机3、第二伺服电机2和第三伺服电机4分别为x轴伺服电机、 y轴伺服电机和z轴伺服电机；需要说明的是，在本实施例中x轴代表沿第一滑轨8和第二滑轨7的长度方向，y轴代表沿第三轨道6长度方向，z轴代表缆绳的垂直方向，所述x轴伺服电机安装到第一轨道8所在的梁上，所述y轴伺服电机安装在第三轨道6所在的梁上，所述z轴伺服电机安装在所述天车小车5上。

所述检测装置包括集成在所述驱动装置中的位置检测装置、安装在天车小车5上的角度检测装置和安装在天车小车5上的障碍物检测装置。

所述位置检测装置的设置可以按照现有技术方案实现(比如按照数控机床位置检测装置的设置方式)，位置检测由由驱动器测算得到，具体为运动控制卡实时计算电机响应的脉冲数，通过脉冲数和电机传动比，直接计算每个电机的位移，初始位置在加上位移信息就可以得到小车当前的位置信息。

所述角度检测装置包括第一旋转编码器和第二旋转编码器；所述第一旋转编码器上设置第一连接杆，所述第二旋转编码器上设置第二连接杆；所述第一连接杆和所述第二连接杆相互垂直设置；所述第一连接杆和所述第二连接杆均为半圆环结构；所述第一连接杆和所述第二连接杆垂直相交处连接有缆绳，所述缆绳远离所述编码器的一端连接有砝码，通过改变砝码的型号和数量来模拟不同质量的吊装物体。

所述障碍物检测装置为摄像头传感器1，在本实施例中，所述摄像头传感器1设置在天车小车5上，在其他实施例中，所述摄像头传感器1还可以根据需求设置在系统的其他位置。

以上所述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。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种用于教育科研的天车仿真系统，其特征在于，包括：

操作装置，连接有控制器；

驱动装置，与所述控制器连接；

检测装置，与所述控制器连接；所述检测装置包括集成在所述驱动装置中的位置检测装置、安装在天车小车上的角度检测装置和安装在天车小车上的障碍物检测装置。

2.如权利要求1所述的一种用于教育科研的天车仿真系统，其特征在于，所述操作装置为计算机。

3.如权利要求1所述的一种用于教育科研的天车仿真系统，其特征在于，所述控制器为运动控制卡。

4.如权利要求1所述的一种用于教育科研的天车仿真系统，其特征在于，所述驱动装置包括第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机。

5.如权利要求1所述的一种用于教育科研的天车仿真系统，其特征在于，所述角度检测装置包括第一旋转编码器和第二旋转编码器；所述第一旋转编码器上设置第一连接杆，所述第二旋转编码器上设置第二连接杆。

6.如权利要求5所述的一种用于教育科研的天车仿真系统，其特征在于，所述第一连接杆和所述第二连接杆相互垂直设置。

7.如权利要求6所述的一种用于教育科研的天车仿真系统，其特征在于，所述第一连接杆和所述第二连接杆均为半圆环结构。

8.如权利要求1所述的一种用于教育科研的天车仿真系统，其特征在于，所述障碍物检测装置为摄像头传感器。

9.如权利要求1所述的一种用于教育科研的天车仿真系统，其特征在于，还包括：

轨道框架，包括相互平行的第一轨道和第二轨道以及分别垂直于所述第一轨道和所述第二轨道的第三轨道；所述天车小车滑动安装在所述第三轨道上；

砝码，通过缆绳吊在所述天车小车上。

10.如权利要求9所述的一种用于教育科研的天车仿真系统，其特征在于，所述砝码为多个。

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