CN113223396A - 一种新型plc及组态软件教学培训装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型PLC及组态软件教学培训装置，包括平台，所述平台上设有功能壳和控制组件，所述功能壳外端固定连接有电机一，所述功能壳内部设有凹槽一，所述凹槽一内部设有承载板和动力组件，所述电机一与所述动力组件连接，所述动力组件与所述凹槽一底端滑动设置的若干滑动块一连接，所述滑动块一与固定板一连接，所述固定板一内部滑动设有滑动块二，所述滑动块二上设有功能组件，所述电机一、动力组件和功能组件与所述控制组件连接，解决了现有的自动化教学设备一般只使用灯泡亮灭代替机械相关的动作，利用电气控制，对于很多复杂的控制难以实现，没有机械动作，学员无法直观地观察机械动作过程，影响教学的深入，教学效果差的技术问题。

Description

一种新型PLC及组态软件教学培训装置

技术领域

本发明涉及及电子教学技术技术领域，具体为一种新型PLC及组态软件教学培训装置。

背景技术

组态技术是电气自动化、智能控制技术、建筑智能化工程技术、新能源应用等专业的重要的专业课程之一，实验教学是课程的重要组成部分。在以往的教学中，由于缺少实验装置，学生均是在计算机上进行模拟操作，而没有实验条件进行组态软件和下位机硬件的连接，从而导致学生完成这门课之后，未能真正理解组态软件的实际应用领域；

可编程序控制(Programmable Logical Controller,PLC)亦是各个专业的重要专业课程之一，传统PLC实验教学的一般思路是根据***控制要求选择PLC硬件配置，譬如有多少个开关输入量、模拟输入量、开关输出量、模拟输出量，然后编写梯形图并输入到PLC中，并在实验板上观察最后输出的运行结果，这种教学方式缺乏直观性，实验者不能观察到中间变量，不能体会到实验的变化过程，因此对实验结果也只能是感性认识，被动接受，无法吸引学生的学习兴趣；

同时现有的自动化教学设备一般只使用灯泡亮灭代替机械相关的动作，利用电气控制，对于很多复杂的控制难以实现，没有机械动作，学员无法直观地观察机械动作过程，影响教学的深入，教学效果差。

发明内容

为解决上述提出的现有的自动化教学设备一般只使用灯泡亮灭代替机械相关的动作，利用电气控制，对于很多复杂的控制难以实现，没有机械动作，学员无法直观地观察机械动作过程，影响教学的深入，教学效果差的技术问题，本发明公开了一种新型PLC及组态软件教学培训装置，包括平台，所述平台上设有功能壳和控制组件，所述功能壳外端固定连接有电机一，所述功能壳内部设有凹槽一，所述凹槽一内部设有承载板和动力组件，所述电机一与所述动力组件连接，所述动力组件与所述凹槽一底端滑动设置的若干滑动块一连接，所述若干滑动块一与固定板一连接，所述固定板一内部滑动设有与气缸一连接的滑动块二，所述滑动块二上设有功能组件，所述电机一、动力组件和功能组件与所述控制组件连接，所述控制组件为可编程控制组件。

优选的，所述动力组件包括所述凹槽一内部转动设置的若干螺纹杆一，所述若干螺纹杆一的数量为两个，两个所述螺纹杆一前后对称设置在所述凹槽一的左右两侧端之间，所述螺纹杆一的右侧固定连接有皮带轮，前后两侧的所述皮带轮之间连接有皮带，前侧的所述螺纹杆一与所述电机一固定连接。

优选的，所述若干滑动块一的数量为两个，两个所述滑动块一分别与前后两侧的所述螺纹杆一螺纹连接，所述滑动块一的上端设有凹槽二，前后两侧的所述凹槽二与所述固定板一的前后两侧对应连接，所述固定板一的前端固定设有气缸一，所述固定板一的中部上下贯通设有活动腔，所述活动腔的左右两侧端之间滑动设有所述滑动块二，所述气缸一的伸缩端贯穿所述固定板一的前端与所述滑动块二固定连接，所述气缸一与所述控制组件连接。

优选的，所述控制组件采用工控PC配合组态软件上位机PLC的方式进行控制，所述控制组件包括上位机、下位机以及PLC控制电路，所述上位机配有MCGS6.5版本的组态软件和西门子PLC编程软件V4.0STEP7，下位机采用西门子S7-200PLC，MCGS组态软件通过RS232C接口与下位机之间进行通信，并监控下位机的I/O接口的状态，以变量值的形式传输到计算机上，供上位机使用及处理。

优选的，所述功能组件包括固定设置在所述滑动块二上端的气缸二，所述气缸二的伸缩端贯穿所述滑动块二的下端固定连接有固定壳，所述固定壳内部设有第一空腔，所述第一空腔内部设有转动组件，所述固定壳的下端设有夹紧组件，所述转动组件和夹紧组件连接。

优选的，所述转动组件包括电机二，所述电机二通过电机轴一固定连接有转盘一，所述转盘一的下端偏心转动连接有弧块和固定轴一，所述弧块与槽轮配合，所述固定轴一与所述槽轮的槽口配合，所述槽轮的下端固定连接有固定轴二，所述固定轴二贯穿所述固定壳的下端固定连接有安装壳。

优选的，所述夹紧组件包括：

安装壳，所述安装壳下端设有凹槽三，所述凹槽三的上端固定设有双头电机，所述双头电机的左右两侧对称连接有螺纹杆二，左右两侧的所述螺纹杆二的旋向相反，所述螺纹杆二与所述凹槽三的侧端转动连接，所述螺纹杆二与连接块一螺纹连接；

夹紧壳，所述夹紧壳与所述连接块一下端固定连接，所述夹紧壳内部设有第二空腔，所述夹紧壳的右侧设有凹槽四，所述凹槽四的前后两端对称设有螺纹孔一；

电机三，所述电机三固定设置在所述第二空腔的左端，所述电机三通过电机轴二固定连接有锥齿轮一，所述锥齿轮一的前后两侧对称啮合有锥齿轮二，所述锥齿轮二与转动轴一靠近所述锥齿轮一的一端固定连接，所述转动轴一远离所述锥齿轮一的一端分别与所述第二空腔中与其对应的前后两端中的一端转动连接；

锥齿轮三，所述锥齿轮三固定设置在所述转动轴一的中部，所述锥齿轮三与锥齿轮四啮合，所述锥齿轮四固定设置在所述转动轴二的左端，所述转动轴二的右端固定设有锥齿轮五，所述转动轴二的中部转动连接有支撑块，所述支撑块与所述第二空腔中与其对应的前后两端中的一端固定连接；

安装块，所述安装块固定设置在所述凹槽四内部，所述安装块的上下两端与右端均为开口结构，所述安装块的前后两端对称设有螺纹孔二，所述螺纹孔二与所述螺纹孔一对应设置，所述安装块的左端固定设有弹簧一，所述弹簧一固定连接有夹持板二；

锥齿轮六，所述锥齿轮六与所述锥齿轮五啮合，所述锥齿轮六固定设置在蜗杆的上端，所述蜗杆转动设置咋说是第二空腔的上下两端之间，所述蜗杆与涡轮啮合，所述涡轮中部上下贯通设有螺纹孔三，所述螺纹孔三与螺纹杆三螺纹连接，所述螺纹杆三与所述螺纹孔二和螺纹孔一螺纹连接进入安装块内部固定连接有夹持板一，所述螺纹杆三远离所述夹持板一的一端固定连接有限位板。

优选的，所述平台的下端周向均布设有若干移动缓冲装置，所述移动缓冲装置包括：

连接座，所述连接座的上端与所述平台的下端固定连接，所述连接座下端的左右两侧对称设有固定板二，左右两侧的所述固定板二之间设有固定轴三，所述固定轴三的中部滑动套设有滑块，所述滑块的左右两端对称设有弹簧三，所述弹簧三套设在所述固定轴三上且与所述固定板二固定连接；

底座，所述底座的上端左右两侧对称设有凹槽五，所述底座的下端左右两侧对称设有滑口，所述滑口与所述凹槽五连通，所述底座的下端中部转动设有万向轮；

两个电动伸缩杆三，所述两个电动伸缩杆三的固定端分别固定设置在所述凹槽五的内部，所述电动伸缩杆三的活动端穿过所述滑口固定连接有支撑板，所述电动伸缩杆三的固定端与所述固定板二之间固定设有弹簧四，所述电动伸缩杆三的固定端靠近所述滑块的一侧滑动连接有支铰杆五，所述支铰杆五与所述滑块转动连接。

优选的，还包括上料装置，所述上料装置转动设置在安装槽内部，所述安装槽设置在所述平台的上端在所述功能壳的一侧，所述上料装置包括：

动力壳，所述动力壳转动设置在所述安装槽内部，所述动力壳内部设有第三空腔，所述第三空腔下端与电动伸缩杆一的固定端固定连接，所述电动伸缩杆一的伸缩端固定连接有锥齿轮七，所述第三空腔的上端左侧固定设有滑动座；

电机四，所述电机四的上端与所述滑动座滑动连接，所述电机四的左端与电动伸缩杆二的伸缩端固定连接，所述电动伸缩杆二的固定端与所述第三空腔的左端固定连接，所述电机四的输出端固定连接有电机轴三，所述电机轴三上从左到右依次设有锥齿轮八、锥齿轮九和锥齿轮十，所述电机轴三的中部转动设有连接块三，所述电机轴三的右侧转动设有连接块二，所述连接块三和连接块二分别固定设置在所述第三空腔上端的中部和右侧；

支撑杆，所述支撑杆固定设置在所述动力壳上端的左侧，所述支撑杆上端转动设有导向杆，所述导向杆的左侧设有导向孔，所述导向杆的右端固定连接有扇形齿轮，所述扇形齿轮与齿条啮合，所述齿条下端固定连接有螺纹套，所述螺纹套的下端螺纹连接有螺纹杆四，所述螺纹杆四贯穿所述动力壳的上端左侧进入所述第三空腔内部与锥齿轮十一固定连接；

支撑套，所述支撑套固定设置在所述动力壳的上端中部，所述支撑套上端设有凹槽六，所述支撑套的左端与所述螺纹套滑动连接，所述凹槽六的内部固定设有弹簧二，所述弹簧二的上端固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆与所述凹槽六滑动连接，所述伸缩杆的上端设有连接块四，所述连接块四与支铰杆一固定连接，所述支铰杆一与支铰杆二转动连接，所述支铰杆二穿过所述导向孔与上料板固定连接；

连接杆，所述连接杆固定设置在所述支撑套的右端，所述连接杆通过轴转动连接有锥齿轮十二，所述锥齿轮十二与锥齿轮十四啮合，所述锥齿轮十四与转动轴三固定连接，所述转动轴三下端贯穿所述动力壳的上端右侧进入所述第三空腔内部与锥齿轮十三固定连接；

转盘二，所述转盘二通过轴与所述锥齿轮十二固定连接，所述转盘二与支铰杆三偏心转动连接，所述支铰杆三与支铰杆四转动连接，所述支铰杆四与所述支铰杆一转动连接。

优选的，在滑动块一按预设行进速度行进时所述电机一的负载功率为：

其中，P为滑动块一在按预设行进速度行进时所述电机一的负载功率，B为滑动块一与其上设置的结构组件的总质量，S₁为螺纹杆一的螺纹外径，S₂为螺纹杆一的螺纹内径，V为滑动块一的预设行进速度，h为螺纹杆一的螺距，γ为皮带与皮带轮之间的传送效率，R为皮带轮的半径，L为皮带的长度，C单位长度皮带的质量，g为重力加速度，取值为9.8m/s²；

根据计算出的滑动块一按预设行进速度行进时电机一的负载功率来选取合适容量的电机作为电机一使用。

优选的，还包括:

试验物品，所述试验物品设置在所述承载板7上，用于教学培训装置过程中夹紧组件的夹取；

称重传感器：所述称重传感器设在所述承载板上，用于检测放置在承载板上的试验物品的质量；

力传感器：所述力传感器固定设置在所述夹持板一的夹持面，用于检测夹持板一夹持试验物品时受到的挤压力；

距离传感器：所述距离传感固定设置在所述夹持板二远离夹持面的一端，用于检测所述夹持板二远离夹持面的一端到安装块左端的距离；

继电器：所述继电器与所述电机三连接，用于控制所述电机三的启停；

控制器：所述控制器与所述力传感器和距离传感器电性连接；

所述控制器基于所述力传感器和距离传感器工作，包括以下步骤：

步骤1、控制器根据距离传感器检测出的远离夹持面的一端到安装块左端的距离和公式(1)计算出夹持板二对试验物品的固位力；

其中，F为夹持板二对试验物品的固位力，L为弹簧一的初始长度，X为距离传感器的检测值，μ₁为夹持板二与试验物品之间的摩擦系数，x为弹簧一的有效圈数，N为弹簧一的许用应力，K为弹簧一的旋绕比；

步骤2、控制器根据步骤1计算出的夹持板二对试验物品的固位力、称重传感器检测出的放置在承载板上的试验物品的质量，力传感器检测出的夹持板一夹持试验物品时受到的挤压力和公式(2)计算出夹持板一夹取试验物品时发生的变形值，控制器比较计算出的夹持板一夹取试验物品时发生的变形值和预设变形值，若计算出的夹持板一夹取试验物品时发生的变形值大于预设变形值，控制器控制继电器使得电机三停止工作；

其中，W为夹持板一夹取试验物品时发生的变形值，F₁为力传感器的检测值，δ为夹持板一的安全系数，σ₁为夹持板一的泊松比，σ₂为试验物品的泊松比，T₁为夹持板一的剪切模量，T₂为试验物品的剪切模量，M为称重传感器的检测值，g为重力加速度，取值为9.8m/s²；G₁为夹持板一的弹性模量；G₂为试验物品的弹性模量；μ₂为夹持板一与试验物品之间的摩擦系数，A为夹持板一与试验物品的接触面积。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的功能壳俯视结构示意图；

图3为本发明的功能组件结构示意图；

图4为本发明的转动组件结构示意图；

图5为本发明的夹紧组件结构示意图；

图6为本发明的涡轮蜗杆结构示意图；

图7为本发明的移动缓冲装置结构示意图；

图8为本发明的上料装置结构示意图。

图中：1、平台；2、功能壳；201、凹槽一；3、滑动块一；301、凹槽二；4、控制组件；5、电机一；501、皮带轮；502、皮带；6、螺纹杆一；7、承载板；8、固定板一；9、滑动块二；10、气缸一；11、固定壳；1101、第一空腔；12、气缸二；13、电机二；1301、电机轴一；14、安装壳；1401、凹槽三；15、转盘一；16、弧块；17、固定轴一；18、槽轮；19、固定轴二；20、双头电机；21、螺纹杆二；22、连接块一；23、夹紧壳；2301、第二空腔；2302、凹槽四；2303、螺纹孔一；24、安装块；2401、螺纹孔二；25、电机三；2501、电机轴二；2502、锥齿轮一；26、转动轴一；2601、锥齿轮二；2602、锥齿轮三；27、转动轴二；2701、锥齿轮四；2702、锥齿轮五；28、锥齿轮六；29、蜗杆；30、涡轮；3001、螺纹孔三；31、螺纹杆三；32、限位板；33、夹持板一；34、夹持板二；35、弹簧一；36、锥齿轮六；37、动力壳；3701、第三空腔；38、电动伸缩杆一；39、锥齿轮七；40、电机四；41、电机轴三；42、锥齿轮八；43、锥齿轮九；44、锥齿轮十；45、连接块一二；46、连接块一一；47、滑动座；48、电动伸缩杆二；49、转动轴三；50、锥齿轮十四；51、锥齿轮十二；52、转盘二；53、支铰杆三；54、连接杆；55、支铰杆四；56、连接块四；57、伸缩杆；58、支铰杆一；59、支铰杆二；60、导向杆；6001、导向孔；61、扇形齿轮；62、齿条；63、支撑杆；64、螺纹套；65、螺纹杆四；66、锥齿轮十一；67、支撑套；6701、凹槽六；68、弹簧二；69、上料板；70、连接座；71、固定板二；72、滑块；73、固定轴三；74、弹簧三；75、弹簧四；76、支铰杆五；77、电动伸缩杆三；78、底座；7801、凹槽五；7802、滑口；79、支撑板；80、万向轮；81、电动伸缩杆二。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供如下实施例

实施例1

本发明实施例提供了一种新型PLC及组态软件教学培训装置，如图1所示，包括平台1，所述平台1上设有功能壳2和控制组件4，所述功能壳2外端固定连接有电机一5，所述功能壳2内部设有凹槽一201，所述凹槽一201内部设有承载板7和动力组件，所述电机一5与所述动力组件连接，所述动力组件与所述凹槽一201底端滑动设置的若干滑动块一3连接，所述若干滑动块一3与固定板一8连接，所述固定板一8内部滑动设有与气缸一10连接的滑动块二9，所述滑动块二9上设有功能组件，所述电机一5、动力组件和功能组件与所述控制组件4连接，所述控制组件4为可编程控制组件。

上述技术方案的有益效果为：

在平台1上设置功能壳2，在功能壳2的内部进行PLC及组态软件的教学，通过在功能壳2内部设置动力组件，使用控制组件4控制电机一5来控制动力组件的运动行程和轨迹，动力组件带动滑动块一3移动，在滑动块一3带动其上连接的气缸一10和滑动块二9移动，通过控制组件4控制气缸一10来控制滑动块二9的运动行程和轨迹，功能组件4为可升降的夹紧机构，在教学时，首先在承载板7上任意位置放置一试验物品，使用控制组件4采用工控PC配合组态软件上位机PLC的方式控制电机一5，使得滑动块一3在左右方向水平移动，从而带动功能组件4在左右方向水平移动，通过控制气缸一10控制滑动块二9前后方向水平移动，带动功能组件4前后方向水平移动，最后控制功能组件4升降到达试验物品的放置地点后对试验物品进行夹取的目的，控制组件4通过电气传动和气压传动来控制机械设备来达到夹取试验物品的目的，利用多种组件的互相配合，能有效提高学习者的对PLC的编程技巧和动手能力，有利于提高教学培训装置的培训效果，解决了现有的自动化教学设备一般只使用灯泡亮灭代替机械相关的动作，利用电气控制，对于很多复杂的控制难以实现，没有机械动作，学员无法直观地观察机械动作过程，影响教学的深入，教学效果差的技术问题。

实施例2

在上述实施例1的基础上，如图1所示，所述动力组件包括所述凹槽一201内部转动设置的若干螺纹杆一6，所述若干螺纹杆一6的数量为两个，两个所述螺纹杆一6前后对称设置在所述凹槽一201的左右两侧端之间，所述螺纹杆一6的右侧固定连接有皮带轮501，前后两侧的所述皮带轮501之间连接有皮带502，前侧的所述螺纹杆一6与所述电机一5固定连接。

上述技术方案的有益效果为：

控制组件4控制电机一5转动，带动前侧的螺纹杆一6转动，与前侧螺纹杆一6固定的皮带轮501转动，通过皮带带动后侧的螺纹杆一6上的皮带轮一501转动，使得后侧的螺纹杆一6转动，通过皮带轮501和皮带502的传动，使得前后两侧的螺纹杆一6同步转动，使得滑动块一3移动，直到滑动块一3移动到预设目标位置，控制组件4控制电机一5停止转动，保证了与螺纹杆一6螺纹连接的滑动块一3同步移动，防止前后两侧的滑动块一3发生偏移，无法保证滑动壳一3可以精确的移动到目标位置，影响教学效果。

实施例3

在上述实施例2的基础上，如图1所示，所述若干滑动块一3的数量为两个，两个所述滑动块一3分别与前后两侧的所述螺纹杆一6螺纹连接，所述滑动块一3的上端设有凹槽二301，前后两侧的所述凹槽二301与所述固定板一8的前后两侧对应连接，所述固定板一8的前端固定设有气缸一10，所述固定板一8的中部上下贯通设有活动腔801，所述活动腔801的左右两侧端之间滑动设有所述滑动块二9，所述气缸一10的伸缩端贯穿所述固定板一8的前端与所述滑动块二9固定连接，所述气缸一10与所述控制组件4连接。

上述技术方案的有益效果为：

通过设置活动腔801，对滑动块二9起到导向作用，防止滑动块二9在移动过程中发生偏移，气缸一10作为滑动块二9的动力装置，通过控制组件4控制气缸一10，保证了滑动块二9可以在活动腔801中自由滑动，直到滑动块二9到达预设目标位置，控制组件4控制气缸一10的伸缩端停止伸缩。

实施例4

在实施例1的基础上，如图2-图3所示，所述控制组件4采用工控PC配合组态软件上位机PLC的方式进行控制，所述控制组件4包括上位机、下位机以及PLC控制电路，所述上位机配有MCGS6.5版本的组态软件和西门子PLC编程软件V4.0STEP7，下位机采用西门子S7-200PLC，MCGS组态软件通过RS232C接口与下位机之间进行通信，并监控下位机的I/O接口的状态，以变量值的形式传输到计算机上，供上位机使用及处理。

上述技术方案的有益效果为：

将组态软件和PLC结合，可以使学习人员体会到组态软件的应用效果，新型PLC及组态软件教学培训装置利用组态软件仿真模拟PLC的控制对象,能有效提高学习者的对PLC的编程技巧和动手能力，有利于提高教学培训装置的培训效果，达到全方位教学的目的。

实施例5

在实施例1的基础上，如图4-图5所示，所述功能组件包括固定设置在所述滑动块二9上端的气缸二12，所述气缸二12的伸缩端贯穿所述滑动块二9的下端固定连接有固定壳11，所述固定壳11内部设有第一空腔1101，所述第一空腔1101内部设有转动组件，所述固定壳11的下端设有夹紧组件，所述转动组件和夹紧组件连接；

所述转动组件包括电机二13，所述电机二13通过电机轴一1301固定连接有转盘一15，所述转盘一15的下端偏心转动连接有弧块16和固定轴一17，所述弧块16与槽轮18配合，所述固定轴一17与所述槽轮18的槽口配合，所述槽轮18的下端固定连接有固定轴二19，所述固定轴二19贯穿所述固定壳11的下端固定连接有安装壳14。

上述技术方案的有益效果为：

控制组件4控制气缸二12可以带动其下端的转动组件和夹紧组件上下移动，达到升降的目的，转动组件可以使夹紧组件旋转到任意角度，通过控制组件4控制电机二13，通过电机二13带动电机轴一1301转动，使得转盘一15转动，转盘一15下端的固定轴一17与槽轮18的槽口配合，可以带动槽轮18转动，而弧块16与槽轮18配合时槽轮18未转动，可以使得槽轮18间歇性转动，保证其下端的固定轴二19间歇性转动，从而带动夹紧组件间歇性转动，可以提高对夹紧组件的旋转精度，防止电机二13转速过快，导致夹紧组件无法精确的旋转到目标位置，影响培训效果，控制组件4可控制电机二13和气缸二12不断的启停，直到夹紧组件到达预设目标位置，控制组件控制电机二13和气缸二12停止工作，夹紧组件用于夹取物体，通过控制组件4将夹紧组件移动到目标位置夹取到物体，完成此次教学的目标，通过多种组件的互相配合，能有效提高学习者的对PLC的编程技巧和动手能力，有利于提高教学培训装置的培训效果。

实施例6

在实施例5的基础上，如图6-图8所示，所述夹紧组件包括：

安装壳14，所述安装壳14下端设有凹槽三1401，所述凹槽三1401的上端固定设有双头电机20，所述双头电机20的左右两侧对称连接有螺纹杆二21，左右两侧的所述螺纹杆二21的旋向相反，所述螺纹杆二21与所述凹槽三1401的侧端转动连接，所述螺纹杆二21与连接块一22螺纹连接；

夹紧壳23，所述夹紧壳23与所述连接块一22下端固定连接，所述夹紧壳23内部设有第二空腔2301，所述夹紧壳23的右侧设有凹槽四2302，所述凹槽四2302的前后两端对称设有螺纹孔一2303；

电机三25，所述电机三25固定设置在所述第二空腔2301的左端，所述电机三25通过电机轴二2501固定连接有锥齿轮一2502，所述锥齿轮一2502的前后两侧对称啮合有锥齿轮二2601，所述锥齿轮二2601与转动轴一26靠近所述锥齿轮一2502的一端固定连接，所述转动轴一26远离所述锥齿轮一2502的一端分别与所述第二空腔2301中与其对应的前后两端中的一端转动连接；

锥齿轮三2602，所述锥齿轮三2602固定设置在所述转动轴一26的中部，所述锥齿轮三2602与锥齿轮四2701啮合，所述锥齿轮四2701固定设置在所述转动轴二27的左端，所述转动轴二27的右端固定设有锥齿轮五2702，所述转动轴二27的中部转动连接有支撑块28，所述支撑块28与所述第二空腔2301中与其对应的前后两端中的一端固定连接；

安装块24，所述安装块24固定设置在所述凹槽四2302内部，所述安装块24的上下两端与右端均为开口结构，所述安装块24的前后两端对称设有螺纹孔二2401，所述螺纹孔二2401与所述螺纹孔一2303对应设置，所述安装块24的左端固定设有弹簧一35，所述弹簧一35固定连接有夹持板二34；

锥齿轮六36，所述锥齿轮六36与所述锥齿轮五2702啮合，所述锥齿轮六36固定设置在蜗杆29的上端，所述蜗杆29转动设置咋说是第二空腔2301的上下两端之间，所述蜗杆29与涡轮30啮合，所述涡轮30中部上下贯通设有螺纹孔三3001，所述螺纹孔三3001与螺纹杆三31螺纹连接，所述螺纹杆三31与所述螺纹孔二2401和螺纹孔一2303螺纹连接进入安装块24内部固定连接有夹持板一33，所述螺纹杆三31远离所述夹持板一33的一端固定连接有限位板32；

所述夹持板一33和夹持板二34为弹性块。

上述技术方案的有益效果为：

当夹紧组件移动到目标位置对目标物体进行夹取时，通过控制组件4启动双头电机20，带动其左右两侧的螺纹杆二21转动，由于螺纹杆二21旋向相反，可以保证连接块一22相向移动，带动其下方的夹紧壳23相向移动，当两个夹紧壳23移动到目标位置时，通过控制组件4启动电机三25，通过电机轴二2501带动锥齿轮一2502转动，锥齿轮一2502可带动前后两侧的锥齿轮二2601按相反的旋转方向转动，锥齿轮二2601带动转动轴一26转动，转动轴一26带动锥齿轮三2602转动，锥齿轮三2602带动锥齿轮四2701转动，锥齿轮四2701带动转动轴二27转动，支撑块28对转动轴二27起到支撑作用，转动轴二27带动锥齿轮五2702转动，锥齿轮五2702带动锥齿轮六36转动，锥齿轮六36带动与其固定连接的蜗杆29转动，蜗杆29带动与其啮合的涡轮30转动，前后两侧的涡轮30旋转方向相反，在涡轮30中部设置螺纹孔三3001，可以带动与其螺纹连接的前后两侧的螺纹杆三31相向运动，带动前后两侧的夹持板一33相向运动，通过设置两个夹紧壳23可对试验物品左右两侧的前后两端分别进行夹取固定，限位板32可防止螺纹杆三31移动距离过大，对限位杆三31的移动距离起到限位作用，通过设置弹簧一35，夹持板二34可以对目标试验物品起到缓冲效果，防止连接块一22的移动距离过大，对试验物品造成损坏，且设置两个夹紧壳23可以使得夹紧壳23连接的夹持板二34对目标试验物品的左右两端进行夹持，在夹持后，控制组件4控制双头电机20和电机三25停止工作，提高了夹紧组件的夹紧效果，可以达到对达到培训教学的目标，通过复杂的机械运动能有效提高学习者的对PLC的编程技巧和动手能力，全方位的提高教学培训装置的教学效果。

实施例7

在实施例1的基础上，如图7所示，所述夹紧组件包括：

所述平台1的下端周向均布设有若干移动缓冲装置，所述移动缓冲装置包括：

连接座70，所述连接座70的上端与所述平台1的下端固定连接，所述连接座70下端的左右两侧对称设有固定板二71，左右两侧的所述固定板二71之间设有固定轴三73，所述固定轴三73的中部滑动套设有滑块72，所述滑块72的左右两端对称设有弹簧三74，所述弹簧三74套设在所述固定轴三73上且与所述固定板二71固定连接；

底座78，所述底座78的上端左右两侧对称设有凹槽五7801，所述底座78的下端左右两侧对称设有滑口7802，所述滑口7802与所述凹槽五7801连通，所述底座78的下端中部转动设有万向轮80；

两个电动伸缩杆三77，所述两个电动伸缩杆三77的固定端分别固定设置在所述凹槽五7801的内部，所述电动伸缩杆三77的活动端穿过所述滑口7802固定连接有支撑板79，所述电动伸缩杆三77的固定端与所述固定板二71之间固定设有弹簧四75，所述电动伸缩杆三77的固定端靠近所述滑块72的一侧滑动连接有支铰杆五76，所述支铰杆五76与所述滑块72转动连接。

上述技术方案的有益效果为：

通过设置移动缓冲装置，方便移动教学培训装置，提高了教学培训装置的灵活性，可以方便移动到目标地点进行教学，有利于对培训人员进行教学培训，提高教学培训装置的教学效果，且通过设置弹簧四75，对平台1的上下颠簸起到一定的缓冲效果，通过设置固定轴三73，在固定轴三73上滑动套设滑块72，在滑块72的左右两侧对称设有弹簧三74，可以对平台1的左右水平方向晃动起到移动的缓冲效果，支铰杆五76沿着电动伸缩杆三77的固定端滑动，在连接座70上下移动时起到一定的导向作用，防止连接座70发生偏移对弹簧四75造成损坏，同时可以在平台1发生倾斜时起到一定的支撑作用，提高弹簧三74的使用寿命，电动伸缩杆三77可以由控制组件4进行控制，可以在教学培训装置移动到目标位置时控制电动伸缩杆三77的伸缩端伸出直到与地面接触将教学培训装置支撑起来，提高了教学培训装置工作时的稳定性。

实施例8

在实施例1的基础上，如图8所示，还包括上料装置，所述上料装置转动设置在安装槽101内部，所述安装槽101设置在所述平台1的上端在所述功能壳2的一侧，所述上料装置包括：

动力壳37，所述动力壳37转动设置在所述安装槽101内部，所述动力壳37内部设有第三空腔3701，所述第三空腔3701下端与电动伸缩杆一38的固定端固定连接，所述电动伸缩杆一38的伸缩端固定连接有锥齿轮七39，所述第三空腔3701的上端左侧固定设有滑动座47；

电机四40，所述电机四40的上端与所述滑动座47滑动连接，所述电机四40的左端与电动伸缩杆二81的伸缩端固定连接，所述电动伸缩杆二81的固定端与所述第三空腔3701的左端固定连接，所述电机四40的输出端固定连接有电机轴三41，所述电机轴三41上从左到右依次设有锥齿轮八42、锥齿轮九43和锥齿轮十44，所述电机轴三41的中部转动设有连接块三46，所述电机轴三41的右侧转动设有连接块二45，所述连接块三46和连接块二45分别固定设置在所述第三空腔3701上端的中部和右侧；

支撑杆63，所述支撑杆63固定设置在所述动力壳37上端的左侧，所述支撑杆63上端转动设有导向杆60，所述导向杆60的左侧设有导向孔6001，所述导向杆60的右端固定连接有扇形齿轮61，所述扇形齿轮61与齿条62啮合，所述齿条62下端固定连接有螺纹套64，所述螺纹套64的下端螺纹连接有螺纹杆四65，所述螺纹杆四65贯穿所述动力壳37的上端左侧进入所述第三空腔3701内部与锥齿轮十一66固定连接；

支撑套67，所述支撑套67固定设置在所述动力壳37的上端中部，所述支撑套67上端设有凹槽六6701，所述支撑套67的左端与所述螺纹套64滑动定连接，所述凹槽六6701的内部固定设有弹簧二68，所述弹簧二68的上端固定连接有伸缩杆57，所述伸缩杆57与所述凹槽六6701滑动连接，所述伸缩杆57的上端设有连接块四56，所述连接块四56与支铰杆一58固定连接，所述支铰杆一58与支铰杆二59转动连接，所述支铰杆二59穿过所述导向孔6001与上料板69固定连接；

连接杆54，所述连接杆54固定设置在所述支撑套67的右端，所述连接杆54通过轴转动连接有锥齿轮十二51，所述锥齿轮十二51与锥齿轮十四50啮合，所述锥齿轮十四50与转动轴三49固定连接，所述转动轴三49下端贯穿所述动力壳37的上端右侧进入所述第三空腔3701内部与锥齿轮十三48固定连接；

转盘二52，所述转盘二52通过轴与所述锥齿轮十二51固定连接，所述转盘二52与支铰杆三53偏心转动连接，所述支铰杆三53与支铰杆四55转动连接，所述支铰杆四55与所述支铰杆一58转动连接。

上述技术方案的有益效果为：

电动伸缩杆二48、电机四40和电动伸缩杆一38均与控制组件4连接，在上料装置进行工作时，控制组件4控制电机四40工作，使得电机轴三41转动，通过设置连接块二45和连接块三46，使得电机轴三41转动过程中保持稳定，电机轴三41转动时带动锥齿轮八42、锥齿轮九43和锥齿轮十44转动，控制组件4控制电动伸缩杆二81伸缩，从而推动电机四40沿着滑动座47滑动，电机四40推动电机轴三41移动；当锥齿轮八42移动到与锥齿轮十一66啮合时，带动锥齿轮十一66转动，使得螺纹杆四65转动，带动与其螺纹连接的螺纹套64上下移动，带动齿条62上下移动，扇形齿轮61转动且带动导向杆60转动；当锥齿轮九43移动到锥齿轮七39对应位置时，控制组件4控制电动伸缩杆一40伸出到固定位置时使得锥齿轮七39与锥齿轮九43啮合，带动锥齿轮七39转动使得电动伸缩杆一40转动，使得动力壳37在安装槽101内部转动，动力壳37带动支撑套67转动；当锥齿轮十44移动到与锥齿轮十三48啮合时，带动转动轴三49转动，锥齿轮十四50转动，带动锥齿轮十二51转动，转盘二52转动带动偏心连接的支铰杆一58转动，支铰杆一58带动支铰杆四55转动，使得支铰杆一58上下移动，支铰杆一58通过连接块四56带动伸缩杆57沿着支撑套67内部的凹槽六6701上下滑动，在弹簧二68的弹性作用下可使支铰杆一58上下移动保持稳定，支铰杆一58上下移动可带动支铰杆二59上下移动，导向杆60转动时其导向孔6001可对支铰杆二59起到导向作用，上料时首先将试验物品放在上料板69上，通过电动伸缩杆一38的转动，可使动力壳37转动到目标位置，然后控制转盘二52转动使得支铰杆二59移动到目标位置最后控制导向杆60倾斜到目标方向将试验物品放在承载板7上，通过控制组件4控制上料装置、动力组件、功能组件和夹紧组件互相配合，提高了教学培训装置的机械动作过程，提高了教学培训装置的培训效果。

实施例9

在实施例2的基础上，在滑动块一3按预设行进速度行进时所述电机一5的负载功率为：

其中，P为滑动块一3在按预设行进速度行进时所述电机一5的负载功率，B为滑动块一3与其上设置的结构组件的总质量，S₁为螺纹杆一6的螺纹外径，S₂为螺纹杆一6的螺纹内径，V为滑动块一3的预设行进速度，h为螺纹杆一6的螺距，γ为皮带502与皮带轮501之间的传送效率，R为皮带轮501的半径，L为皮带502的长度，C单位长度皮带502的质量，g为重力加速度，取值为9.8m/s²；

根据计算出的滑动块一3按预设行进速度行进时电机一5的负载功率来选取合适容量的电机作为电机一5使用。

上述技术方案的有益效果为：

电机一5的负载功率考虑两螺纹杆一6与滑动块一3的螺纹传动，皮带轮501和皮带502的传动，通过计算出的滑动块一3按预设行进速度行进时电机一5的负载功率对电机一5选取合适的电机容量，选取的电机容量范围为1.1P-1.2P，避免电机一5的容量过大，使得效率和功率因数也都不高，造成了电能浪费很大，电机一5的容量过小，就会难于起动，或者勉强起动起来，工作电流也会超过电机一5的额定电流，导致电机一5绕组过热乃至烧毁，影响教育培训装置的使用。

实施例10

在实施例6的基础上，还包括:

试验物品，所述试验物品设置在所述承载板7上，用于教学培训装置过程中夹紧组件的夹取；

称重传感器：所述称重传感器设在所述承载板7上，用于检测放置在承载板7上的试验物品的质量；

力传感器：所述力传感器固定设置在所述夹持板一33的夹持面，用于检测夹持板一33夹持试验物品时受到的挤压力；

距离传感器：所述距离传感固定设置在所述夹持板二34远离夹持面的一端，用于检测所述夹持板二34远离夹持面的一端到安装块24左端的距离；

继电器：所述继电器与所述电机三25连接，用于控制所述电机三25的启停；

控制器：所述控制器与所述力传感器和距离传感器电性连接；

所述控制器基于所述力传感器和距离传感器工作，包括以下步骤：

步骤1、控制器根据距离传感器检测出的远离夹持面的一端到安装块24左端的距离和公式(1)计算出夹持板二34对试验物品的固位力；

其中，F为夹持板二34对试验物品的固位力，L为弹簧一35的初始长度，X为距离传感器的检测值，μ₁为夹持板二34与试验物品之间的摩擦系数，x为弹簧一35的有效圈数，N为弹簧一35的许用应力，K为弹簧一35的旋绕比；

步骤2、控制器根据步骤1计算出的夹持板二34对试验物品的固位力、称重传感器检测出的放置在承载板7上的试验物品的质量，力传感器检测出的夹持板一33夹持试验物品时受到的挤压力和公式(2)计算出夹持板一33夹取试验物品时发生的变形值，控制器比较计算出的夹持板一33夹取试验物品时发生的变形值和预设变形值，若计算出的夹持板一33夹取试验物品时发生的变形值大于预设变形值，控制器控制继电器使得电机三25停止工作；

其中，W为夹持板一33夹取试验物品时发生的变形值，F₁为力传感器的检测值，δ为夹持板一的安全系数，σ₁为夹持板一33的泊松比，σ₂为试验物品的泊松比，T₁为夹持板一33的剪切模量，T₂为试验物品的剪切模量，M为称重传感器的检测值，g为重力加速度，取值为9.8m/s²；G₁为夹持板一33的弹性模量；G₂为试验物品的弹性模量；μ₂为夹持板一33与试验物品之间的摩擦系数，A为夹持板一33与试验物品的接触面积。

上述技术方案的有益效果为：

将称重传感器设在承载板7上，用于检测放置在承载板7上的试验物品的质量；将力传感器固定设置在夹持板一33的夹持面，用于检测夹持板一33夹持试验物品时受到的挤压力；将距离传感器固定设置在夹持板二34远离夹持面的一端，用于检测所述夹持板二34远离夹持面的一端到安装块24左端的距离；控制器根据距离传感器检测出的远离夹持面的一端到安装块24左端的距离和公式(1)计算出夹持板二34对试验物品的固位力，然后根据步骤1计算出的夹持板二34对试验物品的固位力、称重传感器检测出的放置在承载板7上的试验物品的质量，力传感器检测出的夹持板一33夹持试验物品时受到的挤压力和公式(2)计算出夹持板一33夹取试验物品时发生的变形值(公式(2)中考虑δ，δ为安全系数，取值范围为0.9-1，使得计算结构更加可靠)，控制器比较计算出的夹持板一33夹取试验物品时发生的变形值和预设变形值，若计算出的夹持板一33夹取试验物品时发生的变形值小于预设变形值，控制器不控制继电器，使得电机三25继续工作，若计算出的夹持板一33夹取试验物品时发生的变形值大于预设变形值，控制器控制继电器使得电机三25停止工作，操作者可更换试验物品或者通过控制组件4控制连接块一22互相靠近从而增大夹持板二34对试验物品的夹紧力，从而达到夹取试验物品并将其转移到目标位置的试验过程，防止电机三25继续工作使得夹持板一33不断移动对试验物品施加作用力，导致夹持板一33发生变形甚至损坏，影响教学培训装置的使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种新型PLC及组态软件教学培训装置，其特征在于：包括平台(1)，所述平台(1)上设有功能壳(2)和控制组件(4)，所述功能壳(2)外端固定连接有电机一(5)，所述功能壳(2)内部设有凹槽一(201)，所述凹槽一(201)内部设有承载板(7)和动力组件，所述电机一(5)与所述动力组件连接，所述动力组件与所述凹槽一(201)底端滑动设置的若干滑动块一(3)连接，所述若干滑动块一(3)与固定板一(8)连接，所述固定板一(8)内部滑动设有与气缸一(10)连接的滑动块二(9)，所述滑动块二(9)上设有功能组件，所述电机一(5)、气缸一(10)、动力组件和功能组件与所述控制组件(4)连接，所述控制组件(4)为可编程控制组件。

2.根据权利要求1所述的一种新型PLC及组态软件教学培训装置，其特征在于：所述动力组件包括所述凹槽一(201)内部转动设置的若干螺纹杆一(6)，所述若干螺纹杆一(6)的数量为两个，两个所述螺纹杆一(6)前后对称设置在所述凹槽一(201)的左右两侧端之间，所述螺纹杆一(6)的右侧固定连接有皮带轮(501)，前后两侧的所述皮带轮(501)之间连接有皮带(502)，前侧的所述螺纹杆一(6)与所述电机一(5)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种新型PLC及组态软件教学培训装置，其特征在于：所述若干滑动块一(3)的数量为两个，两个所述滑动块一(3)分别与前后两侧的所述螺纹杆一(6)螺纹连接，所述滑动块一(3)的上端设有凹槽二(301)，前后两侧的所述凹槽二(301)与所述固定板一(8)的前后两侧对应连接，所述固定板一(8)的前端固定设有气缸一(10)，所述固定板一(8)的中部上下贯通设有活动腔(801)，所述活动腔(801)的左右两侧端之间滑动设有所述滑动块二(9)，所述气缸一(10)的伸缩端贯穿所述固定板一(8)的前端与所述滑动块二(9)固定连接，所述气缸一(10)与所述控制组件(4)连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型PLC及组态软件教学培训装置，其特征在于：所述控制组件(4)采用工控PC配合组态软件上位机PLC的方式进行控制，所述控制组件(4)包括上位机、下位机以及PLC控制电路，所述上位机配有MCGS6.5版本的组态软件和西门子PLC编程软件V4.0STEP7，下位机采用西门子S7-200PLC，MCGS组态软件通过RS232C接口与下位机之间进行通信，并监控下位机的I/O接口的状态，以变量值的形式传输到计算机上，供上位机使用及处理。

5.根据权利要求1所述的一种新型PLC及组态软件教学培训装置，其特征在于：所述功能组件包括固定设置在所述滑动块二(9)上端的气缸二(12)，所述气缸二(12)的伸缩端贯穿所述滑动块二(9)的下端固定连接有固定壳(11)，所述固定壳(11)内部设有第一空腔(1101)，所述第一空腔(1101)内部设有转动组件，所述固定壳(11)的下端设有夹紧组件，所述转动组件和夹紧组件连接；

所述转动组件包括电机二(13)，所述电机二(13)通过电机轴一(1301)固定连接有转盘一(15)，所述转盘一(15)的下端偏心转动连接有弧块(16)和固定轴一(17)，所述弧块(16)与槽轮(18)配合，所述固定轴一(17)与所述槽轮(18)的槽口配合，所述槽轮(18)的下端固定连接有固定轴二(19)，所述固定轴二(19)贯穿所述固定壳(11)的下端固定连接有安装壳(14)。

6.根据权利要求5所述的一种新型PLC及组态软件教学培训装置，其特征在于：所述夹紧组件包括：

安装壳(14)，所述安装壳(14)下端设有凹槽三(1401)，所述凹槽三(1401)的上端固定设有双头电机(20)，所述双头电机(20)的左右两侧对称连接有螺纹杆二(21)，左右两侧的所述螺纹杆二(21)的旋向相反，所述螺纹杆二(21)与所述凹槽三(1401)的侧端转动连接，所述螺纹杆二(21)与连接块一(22)螺纹连接；

夹紧壳(23)，所述夹紧壳(23)与所述连接块一(22)下端固定连接，所述夹紧壳(23)内部设有第二空腔(2301)，所述夹紧壳(23)的右侧设有凹槽四(2302)，所述凹槽四(2302)的前后两端对称设有螺纹孔一(2303)；

电机三(25)，所述电机三(25)固定设置在所述第二空腔(2301)的左端，所述电机三(25)通过电机轴二(2501)固定连接有锥齿轮一(2502)，所述锥齿轮一(2502)的前后两侧对称啮合有锥齿轮二(2601)，所述锥齿轮二(2601)与转动轴一(26)靠近所述锥齿轮一(2502)的一端固定连接，所述转动轴一(26)远离所述锥齿轮一(2502)的一端分别与所述第二空腔(2301)中与其对应的前后两端中的一端转动连接；

锥齿轮三(2602)，所述锥齿轮三(2602)固定设置在所述转动轴一(26)的中部，所述锥齿轮三(2602)与锥齿轮四(2701)啮合，所述锥齿轮四(2701)固定设置在所述转动轴二(27)的左端，所述转动轴二(27)的右端固定设有锥齿轮五(2702)，所述转动轴二(27)的中部转动连接有支撑块(28)，所述支撑块(28)与所述第二空腔(2301)中与其对应的前后两端中的一端固定连接；

安装块(24)，所述安装块(24)固定设置在所述凹槽四(2302)内部，所述安装块(24)的上下两端与右端均为开口结构，所述安装块(24)的前后两端对称设有螺纹孔二(2401)，所述螺纹孔二(2401)与所述螺纹孔一(2303)对应设置，所述安装块(24)的左端固定设有弹簧一(35)，所述弹簧一(35)固定连接有夹持板二(34)；

锥齿轮六(36)，所述锥齿轮六(36)与所述锥齿轮五(2702)啮合，所述锥齿轮六(36)固定设置在蜗杆(29)的上端，所述蜗杆(29)转动设置咋说是第二空腔(2301)的上下两端之间，所述蜗杆(29)与涡轮(30)啮合，所述涡轮(30)中部上下贯通设有螺纹孔三(3001)，所述螺纹孔三(3001)与螺纹杆三(31)螺纹连接，所述螺纹杆三(31)与所述螺纹孔二(2401)和螺纹孔一(2303)螺纹连接进入安装块(24)内部固定连接有夹持板一(33)，所述螺纹杆三(31)远离所述夹持板一(33)的一端固定连接有限位板(32)。

7.根据权利要求1所述的一种新型PLC及组态软件教学培训装置，其特征在于：所述平台(1)的下端周向均布设有若干移动缓冲装置，所述移动缓冲装置包括：

连接座(70)，所述连接座(70)的上端与所述平台(1)的下端固定连接，所述连接座(70)下端的左右两侧对称设有固定板二(71)，左右两侧的所述固定板二(71)之间设有固定轴三(73)，所述固定轴三(73)的中部滑动套设有滑块(72)，所述滑块(72)的左右两端对称设有弹簧三(74)，所述弹簧三(74)套设在所述固定轴三(73)上且与所述固定板二(71)固定连接；

底座(78)，所述底座(78)的上端左右两侧对称设有凹槽五(7801)，所述底座(78)的下端左右两侧对称设有滑口(7802)，所述滑口(7802)与所述凹槽五(7801)连通，所述底座(78)的下端中部转动设有万向轮(80)；

两个电动伸缩杆三(77)，所述两个电动伸缩杆三(77)的固定端分别固定设置在所述凹槽五(7801)的内部，所述电动伸缩杆三(77)的活动端穿过所述滑口(7802)固定连接有支撑板(79)，所述电动伸缩杆三(77)的固定端与所述固定板二(71)之间固定设有弹簧四(75)，所述电动伸缩杆三(77)的固定端靠近所述滑块(72)的一侧滑动连接有支铰杆五(76)，所述支铰杆五(76)与所述滑块(72)转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种新型PLC及组态软件教学培训装置，其特征在于：还包括上料装置，所述上料装置转动设置在安装槽(101)内部，所述安装槽(101)设置在所述平台(1)的上端在所述功能壳(2)的一侧，所述上料装置包括：

动力壳(37)，所述动力壳(37)转动设置在所述安装槽(101)内部，所述动力壳(37)内部设有第三空腔(3701)，所述第三空腔(3701)下端与电动伸缩杆一(38)的固定端固定连接，所述电动伸缩杆一(38)的伸缩端固定连接有锥齿轮七(39)，所述第三空腔(3701)的上端左侧固定设有滑动座(47)；

电机四(40)，所述电机四(40)的上端与所述滑动座(47)滑动连接，所述电机四(40)的左端与电动伸缩杆二(81)的伸缩端固定连接，所述电动伸缩杆二(81)的固定端与所述第三空腔(3701)的左端固定连接，所述电机四(40)的输出端固定连接有电机轴三(41)，所述电机轴三(41)上从左到右依次设有锥齿轮八(42)、锥齿轮九(43)和锥齿轮十(44)，所述电机轴三(41)的中部转动设有连接块三(46)，所述电机轴三(41)的右侧转动设有连接块二(45)，所述连接块三(46)和连接块二(45)分别固定设置在所述第三空腔(3701)上端的中部和右侧；

支撑杆(63)，所述支撑杆(63)固定设置在所述动力壳(37)上端的左侧，所述支撑杆(63)上端转动设有导向杆(60)，所述导向杆(60)的左侧设有导向孔(6001)，所述导向杆(60)的右端固定连接有扇形齿轮(61)，所述扇形齿轮(61)与齿条(62)啮合，所述齿条(62)下端固定连接有螺纹套(64)，所述螺纹套(64)的下端螺纹连接有螺纹杆四(65)，所述螺纹杆四(65)贯穿所述动力壳(37)的上端左侧进入所述第三空腔(3701)内部与锥齿轮十一(66)固定连接；

支撑套(67)，所述支撑套(67)固定设置在所述动力壳(37)的上端中部，所述支撑套(67)上端设有凹槽六(6701)，所述支撑套(67)的左端与所述螺纹套(64)滑动连接，所述凹槽六(6701)的内部固定设有弹簧二(68)，所述弹簧二(68)的上端固定连接有伸缩杆(57)，所述伸缩杆(57)与所述凹槽六(6701)滑动连接，所述伸缩杆(57)的上端设有连接块四(56)，所述连接块四(56)与支铰杆一(58)固定连接，所述支铰杆一(58)与支铰杆二(59)转动连接，所述支铰杆二(59)穿过所述导向孔(6001)与上料板(69)固定连接；

连接杆(54)，所述连接杆(54)固定设置在所述支撑套(67)的右端，所述连接杆(54)通过轴转动连接有锥齿轮十二(51)，所述锥齿轮十二(51)与锥齿轮十四(50)啮合，所述锥齿轮十四(50)与转动轴三(49)固定连接，所述转动轴三(49)下端贯穿所述动力壳(37)的上端右侧进入所述第三空腔(3701)内部与锥齿轮十三(48)固定连接；

转盘二(52)，所述转盘二(52)通过轴与所述锥齿轮十二(51)固定连接，所述转盘二(52)与支铰杆三(53)偏心转动连接，所述支铰杆三(53)与支铰杆四(55)转动连接，所述支铰杆四(55)与所述支铰杆一(58)转动连接。

9.根据权利要求2所述的一种新型PLC及组态软件教学培训装置，其特征在于：在滑动块一(3)按预设行进速度行进时所述电机一(5)的负载功率为：

其中，P为滑动块一(3)在按预设行进速度行进时所述电机一(5)的负载功率，B为滑动块一(3)与其上设置的结构组件的总质量，S₁为螺纹杆一(6)的螺纹外径，S₂为螺纹杆一(6)的螺纹内径，V为滑动块一(3)的预设行进速度，h为螺纹杆一(6)的螺距，γ为皮带(502)与皮带轮(501)之间的传送效率，R为皮带轮(501)的半径，L为皮带(502)的长度，C单位长度皮带(502)的质量，g为重力加速度，取值为9.8m/s²；

根据计算出的滑动块一(3)按预设行进速度行进时电机一(5)的负载功率来选取合适容量的电机作为电机一(5)使用。

10.根据权利要求6所述的一种新型PLC及组态软件教学培训装置，其特征在于：还包括:

试验物品，所述试验物品设置在所述承载板(7)上，用于教学培训装置过程中夹紧组件的夹取；

称重传感器：所述称重传感器设在所述承载板(7)上，用于检测放置在承载板(7)上的试验物品的质量；

力传感器：所述力传感器固定设置在所述夹持板一(33)的夹持面，用于检测夹持板一(33)夹持试验物品时受到的挤压力；

距离传感器：所述距离传感固定设置在所述夹持板二(34)远离夹持面的一端，用于检测所述夹持板二(34)远离夹持面的一端到安装块(24)左端的距离；

继电器：所述继电器与所述电机三(25)连接，用于控制所述电机三(25)的启停；

控制器：所述控制器与所述力传感器和距离传感器电性连接；

所述控制器基于所述力传感器和距离传感器工作，包括以下步骤：

步骤1、控制器根据距离传感器检测出的远离夹持面的一端到安装块(24)左端的距离和公式(1)计算出夹持板二(34)对试验物品的固位力；

其中，F为夹持板二(34)对试验物品的固位力，L为弹簧一(35)的初始长度，X为距离传感器的检测值，μ₁为夹持板二(34)与试验物品之间的摩擦系数，x为弹簧一(35)的有效圈数，N为弹簧一(35)的许用应力，K为弹簧一(35)的旋绕比；

步骤2、控制器根据步骤1计算出的夹持板二(34)对试验物品的固位力、称重传感器检测出的放置在承载板(7)上的试验物品的质量，力传感器检测出的夹持板一(33)夹持试验物品时受到的挤压力和公式(2)计算出夹持板一(33)夹取试验物品时发生的变形值，控制器比较计算出的夹持板一(33)夹取试验物品时发生的变形值和预设变形值，若计算出的夹持板一(33)夹取试验物品时发生的变形值大于预设变形值，控制器控制继电器使得电机三(25)停止工作；

其中，W为夹持板一(33)夹取试验物品时发生的变形值，F₁为力传感器的检测值，δ为夹持板一的安全系数，σ₁为夹持板一(33)的泊松比，σ₂为试验物品的泊松比，T₁为夹持板一(33)的剪切模量，T₂为试验物品的剪切模量，M为称重传感器的检测值，g为重力加速度，取值为9.8m/s²；G₁为夹持板一(33)的弹性模量；G₂为试验物品的弹性模量；μ₂为夹持板一(33)与试验物品之间的摩擦系数，A为夹持板一(33)与试验物品的接触面积。

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