CN215954569U - 一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，包括工作台、工具挂板、若干工具放置单元、若干工具选取提示单元和控制器；工具挂板设置在工作台上表面一端的边缘处，工具挂板朝着远离工作台上表面的方向向上延伸；工具放置单元和工具选取提示单元均固定设置在工具挂板上；各工具放置单元一端分别与工具挂板固定连接，各工具放置单元的另一端朝着向着与设置工具挂板一端相对的工作台的另一端方向延伸；拆装工具挂设在工具放置单元上；其中，控制器固定设置在工具挂板上；工具检测部和发光部均与控制器一一对应电性连接；工具检测部检测拆装工具的挂设或者取用的状态，控制器选择性的导通发光部。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械实训教学设备技术领域，尤其涉及一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台。
背景技术
在机械类实训教学环节中，通常有设备的拆卸和安装技能实训，如变速箱、车床主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、卡盘或者尾座等机械结构的拆卸和装配。这种实训采用一步一步拆解机械系统的方式，遵循先部分后部件的顺序，采用各种拆卸工具进行拆装；为避免现场杂乱和防止部件遗失，拆下的工件和拆装工具需要分类放置。每个步骤根据顺序和拆卸部位的不同，所使用的工具也不尽相同，现有的实训台功能简单，缺乏交互功能，无法实现基于信息化实训教学背景条件下的基于操作过程的评价和交互式学习的需求。因此，在实训中，提示并检查工具选取和放置状态是否规范，有利于实现人机交互，有利于培养学员建立良好的拆卸习惯，并对实操步骤进行评价。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出了一种具有工具检测功能和工具选取提示功能的基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台。
本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，包括工作台(1)、工具挂板(2)、若干工具放置单元(3)、若干工具选取提示单元(4)和控制器(5)；工具挂板(2)设置在工作台(1)上表面一端的边缘处，工具挂板(2)的一端与工作台(1)固定连接，工具挂板(2)的另一端远离工作台(1)上表面的方向向上延伸；
若干工具放置单元(3)，均固定设置在工具挂板(2)上；各工具放置单元(3)一端分别与工具挂板(2)固定连接，各工具放置单元(3)的另一端朝向工作台(1)上表面的另一端方向延伸；工具放置单元(3)上设置有拆装工具和工具检测部(31)，拆装工具挂设在工具放置单元(3)上；
若干工具选取提示单元(4)，均固定设置在工具挂板(2)上，且各工具选取提示单元(4)与工具放置单元(3)一一对应设置；各工具选取提示单元(4)均设置有发光部(41)；
其中，控制器(5)，固定设置在工具挂板(2)上；工具放置单元(3)上的工具检测部(31)和工具选取提示单元(4)上的发光部(41)均与控制器(5)一一对应电性连接；工具检测部(31)检测拆装工具的挂设或者取用的状态，控制器(5)选择性的导通发光部(41)，使其发光并指示拆装工具选取的状态。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述工具放置单元(3)为杆状或者钩状，工具放置单元(3)远离工具挂板(2)一端的截面面积不小于工具放置单元(3)靠近工具挂板(2)一端的截面积。
进一步优选的，所述工具放置单元(3)远离工作台(1)上表面的侧表面嵌设有工具检测部(31)，挂设在工具放置单元(3)上的拆装工具与工具检测部(31)相接触。
更进一步优选的，所述各工具放置单元(3)沿着工具挂板(2)的水平延伸方向或者竖直延伸方向布设，且相邻的工具放置单元(3)间隔设置。
再进一步优选的，所述各工具选取提示单元(4)沿着工具挂板(2)的水平延伸方向或者竖直延伸方向布设，且工具选取提示单元(4)与工具放置单元(3)沿着工具挂板(2)的竖直延伸方向分别交错设置。
更进一步优选的，所述工具检测部(31)为压力传感器，工具选取提示单元(4)的发光部(41)为共阴极红绿双色LED。
再进一步的优选的，所述控制器(5)包括ADC端口和若干输出端口，压力传感器选择性的与控制器(5)的ADC端口电性连接，控制器(5)的输出端口选择性的与共阴极红绿双色LED的阳极导通，使共阴极红绿双色LED闪烁、常亮或者熄灭。
更进一步优选的，所述工具挂板(2)远离工作台(1)的一端设置有照明单元(6)，照明单元(6)包括灯具(61)和灯罩(62)，灯罩(62)垂直于工具挂板(2)的表面向外延伸，灯罩(62)靠近工作台(1)的端面上固定设置有灯具(61)，灯具(61)照亮工作台(1)上表面。
进一步优选的，所述工作台(1)与工具挂板(2)相对的一侧还设置有抽屉(7)，抽屉(7)与工作台(1)可开启式连接。
进一步优选的，所述工作台(1)上表面设置有防护垫(8)。
本实用新型提供的一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，相对于现有技术，具有以下有益效果：
(1)本实用新型在工具放置单元上设置了检测拆装工具是否取用正确或者放置到位的工具检测部，以及对拆装工具取用状态进行指示的发光部，通过发光部闪烁状态的变化或者颜色，来指示学员选取或者放置相应相应的拆装工具，实现交互式培训学习的目的；
(2)工具放置单元远离工作台一端的侧面设置工具检测部，能更好的与拆装工具相抵持，检测结果更准确；
(3)工具放置单元的钩状或者杆状结构，配合截面形状，可防止拆装工具位置改变或者掉落，避免工具检测部的状态意外改变；
(4)发光部可以发出绿色或者红色的光，指示拆装工具的选择状态是否准确，起到人机交互功能；
(5)照明单元可提供照明，照亮工作台区域；抽屉可存放较小的工具或者不便于挂设的其他拆装工具。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台的立体图；
图2为本实用新型一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台的后视图；
图3为本实用新型一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台的右视图；
图4为本实用新型一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台的俯视图；
图5为本实用新型一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台的控制器的连接框图；
图6为本实用新型一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台的工具检测部与控制器接线图；
图7为本实用新型一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台的控制器的最小系统接线图；
图8为本实用新型一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台的控制器与工具选取提示单元的接线图；
图9为本实用新型一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台的语音提示单元与控制器的接线图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。
如图1—5所示，本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，包括工作台1、工具挂板2、若干工具放置单元3、若干工具选取提示单元4、控制器5、照明单元6、抽屉7和防护垫8等。
工具挂板2设置在工作台1上表面一端的边缘处，工具挂板2的一端与工作台1固定连接，工具挂板2的另一端远离工作台1上表面的方向向上延伸；工具挂板2用于防止拆装工具，可以单独设置，也可以与工作台1一体成型设置。
若干工具放置单元3均固定设置在工具挂板2上；各工具放置单元3一端分别与工具挂板2固定连接，各工具放置单元3的另一端朝向工作台1上表面的另一端方向延伸；工具放置单元3上设置有拆装工具和工具检测部31，拆装工具挂设在工具放置单元3上。工具放置单元3用于挂设扳手类带挂孔的拆装工具。
若干工具选取提示单元4，均固定设置在工具挂板2上，且各工具选取提示单元4与工具放置单元3一一对应设置；各工具选取提示单元4均设置有发光部41；
其中，控制器5固定设置在工具挂板2上；工具放置单元3上的工具检测部31和工具选取提示单元4上的发光部41均与控制器5一一对应电性连接；工具检测部31检测拆装工具的挂设或者取用的状态，控制器5选择性的导通发光部41，使其发光并指示拆装工具选取的状态。
本实用新型基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台使用时，发光部41可以根据需要发出两种或者更多颜色的光。具体工作过程为：根据机械结构拆装的顺序和步骤，当前步骤应当取用的工具放置单元3对应的工具选取提示单元4的发光部41发出光，并闪烁提示；操作者取下相应的拆装工具后，发光部的闪烁发光状态改变为常亮；如果操作者没有按照指定发光部的提示选取指定的拆装工具，则该选择错误的拆装工具对应的发光部41发出另一种颜色的光，只有使用者放回错选的拆装工具，该选择错误的拆装工具对应的发光部41发出的光回复正常。然后，按照下一安装步骤的提示，重复以上循环，直至整个拆装过程结束。
为了便于扳手类带挂孔的拆装工具的放置，工具放置单元3可以设置为杆状或者钩状，工具放置单元3远离工具挂板2一端的截面面积不小于工具放置单元3靠近工具挂板2一端的截面积。图1和图3所示的工具放置单元3是锥形杆结构，也可以采用挂钩结构，均能起到防止拆装工具从工具放置单元3滑落的效果。工具放置单元3远离工作台1上表面的侧表面嵌设有工具检测部31，挂设在工具放置单元3上的拆装工具与工具检测部31相接触。本实用新型工具检测部31选用压力传感器，当然其他类似具有状态功能的传感器也可以替代。
如图1结合图3所示，各工具放置单元3沿着工具挂板2的水平延伸方向或者竖直延伸方向布设，且相邻的工具放置单元3间隔设置。本实用新型的工具放置单元3设置了两排共16个，当然可以根据需要增加或者减少工具放置单元3的数量。
同样如图3所示，各工具选取提示单元4沿着工具挂板2的水平延伸方向或者竖直延伸方向布设，且工具选取提示单元4与工具放置单元3沿着工具挂板2的竖直延伸方向分别交错设置。工具选取提示单元4的发光部41为共阴极红绿双色LED。图示的工具选取提示单元4设置在各工具放置单元3的上方。
控制器5包括ADC端口和若干输出端口，压力传感器选择性的与控制器5的ADC端口电性连接，控制器5的输出端口选择性的与共阴极红绿双色LED的阳极导通，使共阴极红绿双色LED闪烁、常亮或者熄灭。如图5—8所示，图6展示了一种控制器5与工具检测部31和工具选取提示单元4的接线示意图。图6中S1、S2……S16为工具放置单元3上的工具检测部31对于的压力传感器，其输出开关信号，经采样保持器送入芯片U2中，芯片U2为CD4067，选择性的将对应压力传感器的输出送入控制器5的ADC端口中，即芯片U1的PA0端口；芯片U2的引脚15为使能端，引脚10—14位地址选择端。控制器5即芯片U1选用意法半导体的STM32F103C8T6单片机。图8展示了控制器5与工具选取提示单元4的接线图。图示的LED1—LED16为各工具选取提示单元4对于的发光部41；发光部41位共阴极红绿双色LED。具体的，在提示选取拆装工具或者正确选取拆装工具状态时，发光部41分别发出闪烁绿光或者常亮绿光；当没有按照提示选取对应的拆装工具时，该错误拆装工具位置对应的发光部41发出红光并闪烁，直到错误选取的拆装工具放回原位后，停止发出红光。图8中的U3和U4也采用CD4067。
另外，结合图5和图9，本实用新型还可以配置语音提示单元，语音提示单元包括芯片U5和功放，语音提示单元包括芯片U5与控制器5的UART端口电性连接，其输出端与功放电性连接，用于在相应拆装步骤开始或者结束时发出语音提示，提示操作者选取或者放置拆装工具，更好的实现本实用新型的交互能力和教学功能。
为了便于拆装，在工具挂板2远离工作台1的一端设置有照明单元6，照明单元6包括灯具61和灯罩62，灯罩62垂直于工具挂板2的表面向外延伸，灯罩62靠近工作台1的端面上固定设置有灯具61，灯具61照亮工作台1上表面。
如图1所示，工作台1与工具挂板2相对的一侧还设置有抽屉7，抽屉7与工作台1可开启式连接。抽屉7用于存放整形锉等较小的工具以及塞尺、外径千分尺等量具。
另外，工作台1上表面设置有防护垫8，防护垫8可采用柔性材料制成。防护垫8可防止工作台1上表面被划伤，便于清理工作台1。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，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)
1.一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，包括工作台(1)和工具挂板(2)，工具挂板(2)设置在工作台(1)上表面一端的边缘处，工具挂板(2)的一端与工作台(1)固定连接，工具挂板(2)的另一端远离工作台(1)上表面的方向向上延伸；其特征在于：还包括若干工具放置单元(3)、若干工具选取提示单元(4)和控制器(5)；
若干工具放置单元(3)，均固定设置在工具挂板(2)上；各工具放置单元(3)一端分别与工具挂板(2)固定连接，各工具放置单元(3)的另一端朝向工作台(1)上表面的另一端方向延伸；工具放置单元(3)上设置有拆装工具和工具检测部(31)，拆装工具挂设在工具放置单元(3)上；
若干工具选取提示单元(4)，均固定设置在工具挂板(2)上，且各工具选取提示单元(4)与工具放置单元(3)一一对应设置；各工具选取提示单元(4)均设置有发光部(41)；
其中，控制器(5)，固定设置在工具挂板(2)上；工具放置单元(3)上的工具检测部(31)和工具选取提示单元(4)上的发光部(41)均与控制器(5)一一对应电性连接；工具检测部(31)检测拆装工具的挂设或者取用的状态，控制器(5)选择性的导通发光部(41)，使其发光并指示拆装工具选取的状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，其特征在于：所述工具放置单元(3)为杆状或者钩状，工具放置单元(3)远离工具挂板(2)一端的截面面积不小于工具放置单元(3)靠近工具挂板(2)一端的截面积。
3.根据权利要求2所述的一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，其特征在于：所述工具放置单元(3)远离工作台(1)上表面的侧表面嵌设有工具检测部(31)，挂设在工具放置单元(3)上的拆装工具与工具检测部(31)相接触。
4.根据权利要求3所述的一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，其特征在于：所述各工具放置单元(3)沿着工具挂板(2)的水平延伸方向或者竖直延伸方向布设，且相邻的工具放置单元(3)间隔设置。
5.根据权利要求4所述的一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，其特征在于：所述各工具选取提示单元(4)沿着工具挂板(2)的水平延伸方向或者竖直延伸方向布设，且工具选取提示单元(4)与工具放置单元(3)沿着工具挂板(2)的竖直延伸方向分别交错设置。
6.根据权利要求5所述的一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，其特征在于：所述工具检测部(31)为压力传感器，工具选取提示单元(4)的发光部(41)为共阴极红绿双色LED。
7.根据权利要求6所述的一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，其特征在于：所述控制器(5)包括ADC端口和若干输出端口，压力传感器选择性的与控制器(5)的ADC端口电性连接，控制器(5)的输出端口选择性的与共阴极红绿双色LED的阳极导通，使共阴极红绿双色LED闪烁、常亮或者熄灭。
8.根据权利要求5所述的一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，其特征在于：所述工具挂板(2)远离工作台(1)的一端设置有照明单元(6)，照明单元(6)包括灯具(61)和灯罩(62)，灯罩(62)垂直于工具挂板(2)的表面向外延伸，灯罩(62)靠近工作台(1)的端面上固定设置有灯具(61)，灯具(61)照亮工作台(1)上表面。
9.根据权利要求2所述的一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，其特征在于：所述工作台(1)与工具挂板(2)相对的一侧还设置有抽屉(7)，抽屉(7)与工作台(1)可开启式连接。
10.根据权利要求2所述的一种基于过程控制的交互式机械结构拆装标准化实训台，其特征在于：所述工作台(1)上表面设置有防护垫(8)。
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| CN115019578A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-09-06 | 湖南铁道职业技术学院 | 一种部件拆装实训方法及系统 |
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