一种随动控制系统模拟实验装置-j9九游会真人

文档序号:34496612发布日期:2023-06-17 23:46阅读:21来源:国知局


1.本实用新型属于随动控制技术领域,具体是一种随动控制系统模拟实验装置。


背景技术:

2.运动控制技术是目前一些高端设备的重要组成部分,为专业操作人员或者学生提供随动控制实训教学装置,能够使得专业人员或者学生了解随动控制系统的具体原理。目前的一些实训装置都是通过两个传感器传递信号或者通过信号发送和接受进行随动控制,例如申请号cn211349665u,公开了一种随动控制实训装置,该装置主要是在一个水平面运动的母座,在母座上安装有信号发送器,母座的底部设有一个可以转动的底座,该底座上安装有一个信号接收器,母座不断移动的同时发送信号,底座根据接收的信号进行随动。
3.发明人发现,上述该方案采用这种信号传递的方式来模拟随动控制,但是如果出现信号干扰的情况,容易使得结果产生误差,不利于学员的实训学习,并且该装置中母座在平面上的移动需要同时控制三根丝杠才可以,母座移动的结构设计较为复杂。


技术实现要素:

4.为了解决现有技术中存在的技术问题,本实用新型提供了一种随动控制系统模拟实验装置,控制器能够根据摄像头采集到的交叉点的位置信息,控制激光发射器移动并将发射的激光点与交叉点重合,避免了采用信号发送器容易产生信号干扰的问题。
5.为了实现上述目的,本实用新型是通过如下的技术方案来实现:
6.本实用新型实施例提供了一种随动控制系统模拟实验装置,包括工作平台,工作平台上设置激光发射器以及交叉设置两个相互独立的第一杆和第二杆,第一杆和第二杆各自连接第一移动机构,第一杆和第二杆通过第一移动机构独立运动且两个杆具有一个交叉点,工作平台的顶部设有用于识别交叉点位置信息的摄像头,激光发射器连接旋转机构,旋转机构设于第二移动机构上,摄像头和激光发射器通过控制器相连接。
7.作为进一步的实现方式,第一杆和第二杆相互垂直。
8.作为进一步的实现方式,所述工作平台为一个固定框架,所述第一杆、第二杆、摄像头以及激光发射器均设置于固定框架上。
9.作为进一步的实现方式,所述固定框架包括相连接的第一框架和第二框架,第一框架水平设置,第二框架垂直于第一框架。
10.作为进一步的实现方式,所述第一移动机构为第一框架第一侧边处设置的第一底座,第二侧边处设置的第二底座,第一底座垂直于第二底座。
11.作为进一步的实现方式,所述第一底座和第二底座的一端设置驱动机构,第一杆通过滑块与第一底座上驱动机构输出端的丝杆滑动配合,第二杆通过滑块与第二底座上驱动机构输出端的丝杆滑动配合。
12.作为进一步的实现方式,所述第二框架上固定有横向底座,所述第二移动机构设置于横向底座上,旋转机构通过滑块与横向底座上的移动机构配合。
13.作为进一步的实现方式,所述旋转机构通过减速器连接激光发射器。
14.作为进一步的实现方式,所述固定框架底部设有控制箱,固定框架位于控制箱顶面,所述控制器位于控制箱内。
15.作为进一步的实现方式,所述第一框架一侧设置与其垂直的支撑杆,支撑杆的顶部连接与其垂直的水平杆,摄像头固定在水平杆远离支撑杆一端。
16.与现有技术相比,本实用新型具有的优点和积极效果是:
17.本实用新型提供的随动控制系统实验装置,通过工作平台上设置的摄像头可以采集第一杆和第二杆的交叉点的位置信息,激光发射器可以将激光点发射到交叉点,实现随动控制的过程。相比于现在通过信号传递方式进行控制,该装置通过摄像拍摄采集目标位置信息,根据位置信息进行随动控制方式,误差小,精度高,信号不会受干扰,这样能够使得教导员能够更好地去教学,提高教学效果。同时该实验装置通过第一杆和第二杆的交叉点在平面上的移动替代现有的底座移动,简化了现有装置的结构。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例提供的随动控制系统实验装置整体结构图;
19.图2为本实用新型实施例提供的随动控制系统实验装置中未安装控制箱的结构图;
20.图3为本实用新型实施例提供的实验装置中固定框架的整体结构图;
21.图4为本实用新型实施例提供的实验装置中x轴杆组件和y轴杆组件组合的结构图;
22.图5为本实用新型实施例提供的实验装置中激光发射器组件的整体结构图。
23.图中:1、固定框架,11、横向导轨,12、竖向导轨,13、支撑杆,14、水平杆,2、x轴杆组件,21、x轴杆,22、x轴杆底座,23、转手,24、丝杠电机,25、滑块,3、y轴杆组件,31、y轴杆,32、y轴杆底座,4、摄像头,5、激光发射器组件,51、横向底座,52、旋转电机,53、减速器,54、坦克链,55、激光发射器,6.控制箱。
具体实施方式
24.如图1-图5所示,本实用新型实施例提供了一种用于教学的随动控制系统实验装置,该装置包括工作平台,工作平台上设置激光发射器55以及交叉设置两个相互独立的第一杆和第二杆,第一杆和第二杆连接第一移动机构,通过第一移动机构独立运动,第一杆和第二杆独立运动且始终保持两个杆具有一个交叉点,工作平台的顶部设有用于识别交叉点位置信息的摄像头4,激光发射器55连接旋转机构,旋转机构设于第二移动机构上,摄像头4和激光发射器55通过控制器相连接,控制器根据摄像头4采集到的交叉点位置信息,控制并调整激光发射器,将激光发射点与交叉点重合。
25.具体的,工作平台为一个固定框架1,固定框架1底部设有控制箱6,固定框架1位于控制箱6的顶面,控制箱6内设有控制器。通过控制器对该装置的驱动设备的运动进行控制。
26.固定框架1呈l型,包括相连接的第一框架和第二框架,其中第一框架水平设置在控制箱6顶面,第二框架垂直于控制箱6顶面。第一框架和第二框架均为矩形,第一框架一侧设置与其垂直的支撑杆13,即支撑杆13垂直于控制箱6顶面,支撑杆13紧贴第二框架远离第
一框架一侧设置,支撑杆13的顶部连接与其垂直的水平杆14,摄像头4固定在水平杆14远离支撑杆一端。如图1所示,摄像头4位于第一框架的正上方。
27.固定框架1上设有x轴杆组件2、y轴杆组件3,激光发射器组件5。
28.参照图4,其中第一杆为x轴杆组件2中的x轴杆21,第二杆为y轴杆组件3中的y轴杆31,第一杆和第二杆相互垂直但不相互连接,这两个杆之间设有交叉点6,所述x轴杆21能够沿着y轴杆31长度方向移动,y轴杆31能够沿着x轴杆21长度方向运动,两个杆运动相互独立,且始终保持具有一个交叉点。
29.具体的,x轴杆21和y轴杆31形成一个运动平面,交叉点在这个运动平面上不断地变化位置,固定框架1的顶部的摄像头4能够采集x轴杆21和y轴杆31两者之间的交叉点位置信息,并将该位置信息通过控制箱内的控制器传递给激光发射器组件5,激光发射器组件5中的激光发射器55根据交叉点的位置信息快速移动到附近并将激光照射在交叉点上,这样就实现了随动控制的整个过程。可以理解的是,摄像头采集交差点位置信息,将信息发送给控制器,控制器控制激光传感器动作为为现有技术。
30.在本实施例中x轴杆21和y轴杆31是相互垂直的,且在运动的过程中,两个杆始终保持垂直状态。当然在另外一些实施例中,所述x轴杆21和y轴杆31也可以是不相互垂直的,两者之间之间的夹角也可以小于90度,并且沿着各自的方向进行运动,但是必须要保证两个杆在各自运动的过程中始终保持有一个交叉点,这样便于顶部的智能的摄像头4进行交叉点的采集完成随动控制。
31.可以理解的就是,本实施例中第一杆和第二杆之间的位置关系不仅仅限于图中垂直状态,但是优选为x轴杆和y轴杆之间的夹角为90度,因为这样便于控制两个杆移动,且能够减小两者的移动范围。
32.如图2和图4所示,固定框架1整体呈l型,其中在l型固定框架的水平面第一框架上设有几根水平放置横向导轨11,竖直面的第二框架上也设有几根竖直放置的竖向导轨12。
33.第一移动机构包括x轴杆组件2中的x轴杆底座22,y轴杆组件3中的y轴杆底座32,第一框架第一侧边处设置x轴杆底座22,第二侧边处设置y轴杆底座32,两个底座垂直设置,其中y轴杆底座32靠近第一框架与第二框架连接的一个侧边设置。
34.x轴杆21的端部通过x轴杆底座22固定在固定框架1的横向导轨11上,x轴杆底座22与横向导轨11固定连接。y轴杆31的端部通过y轴杆底座32固定在竖向导轨12靠近底端处,y轴杆底座32与竖向导轨12固定连接。也即y轴杆底座的底部靠近第一框架的第二侧边。本实施例的y轴杆底座32高于x轴杆底座22,便于x轴杆和y轴杆运动不发生干涉。
35.第一移动机构为x轴杆和y轴杆的端部分别通过滑块25固定在相应的底座上,在对应的底座上设有驱动机构控制滑块25能够沿着底座滑动,这样就实现x轴杆和y轴杆的交叉运动。
36.本实施例中的x轴底座22和y轴底座32上均设有驱动机构控制滑块移动,如图4所示,所述x轴杆底座22上的一端设有转手23,另一端连接丝杠电机24,在所述x轴杆底座22的内部设有一根丝杆,在所述丝杠上设有导向块(这里并没有画出来),x轴杆底座内的导向块与其外部的滑块25相连接,这样通过摇动转手23可以控制滑块25在底座上移动,进而带动x轴杆移动。当然在也可以通过控制丝杠电机24控制滑块的自动移动。
37.本实施例中的y轴底座与本技术中的x轴底座结构相同,也是通过相应的控制方式
带动y轴杆移动,这里就不再做过多的赘述。
38.如图5所示,本实施例在第二框架上还设有横向底座51,第二移动机构设置于横向底座上,横向底座51垂直固定在竖向导轨12上,第二移动机构为在横向底座51上也设有一个可以沿着横向底座长度方向移动的横向滑块,在横向滑块上安装有旋转电机52,所述旋转电机52通过减速器53与激光发生器55相连接,用于控制激光发射器的旋转调整激光发射器的照射角度。
39.需要说明的就是,本实施例中的横向底座51内也设有相应的驱动机构来实现横向滑块的移动,比如采用x轴杆底座22上的丝杠驱动机构,在横向底座一端设置丝杠电机,同时在横向底座内设置丝杠,所述丝杠通过导向块与外部的横向滑块相连接。
40.在本实施例中横向底座上的丝杠电机和横向滑块上的旋转电机都是通过控制箱内的控制器控制他们的运动,随着x轴杆和y轴杆之间的交叉点的移动,进而控制横向滑块的移动,到达合适的位置后,控制旋转电机控制激光发射器的发射点。
41.优选地,本实施中的水平杆的端部设置在x轴杆21和y轴杆31组成平面中心位置上,且摄像头4的拍摄范围要大于交叉点的移动范围,这样可以不用移动智能摄像头就可以采集到交叉点的位置。摄像头4内设有图像处理器,根据拍摄的图像将x轴杆21和y轴杆31的交叉点转换成坐标信息并传递给控制器,该控制器再根据坐标信息控制激光发射器组件5进行移动,进行随动控制。
42.如图5所示,激光发射器组件5上设有坦克链54,坦克链用于保护和引导装置中的线缆。
43.本实施例提供的随动控制装置相比于现有通过信号传递方式进行控制,该装置通过摄像拍摄采集目标位置信息,根据位置信息进行随动控制方式,误差小,精度高,这样能够使得教导员能够更好地去教学,提高教学效果。
44.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。
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