CN203338665U - 用于演示电机同步运动的教学设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于演示电机同步运动的教学设备，包括机架，机架的面板上设有显示控制器以及控制按钮；机架内安装电子凸轮机构和电子齿轮机构，机架的面板上可显示电子凸轮机构和电子齿轮机构的同步运动。本实用新型通过设计电子凸轮和电子齿轮机构，演示了多个电机的同步运动控制，便于学生学习操作，而且本实用新型结构设计合理，具有结构简单紧凑，电机控制全面，定位精度高的优点。

Description

用于演示电机同步运动的教学设备

技术领域

本实用新型涉及教学演示设备，特别是涉及一种用于演示电机同步运动的教学设备。

背景技术

机械***的控制同步是机械技术、电力电子技术和信息技术有机结合的一门新兴的跨学科的综合性科学技术。它的发展和其他相关技术的发展密切联系在一起，主要控制对象是电动机，主要控制参数是位移、速度和相位。随着工业的发展，对各种机械性能和产品质量要求的逐渐提高，单单针对一台电机的控制在某些场合已经不能满足现代高科技发展的要求，而要人们控制多台电机，让其更好地协调运行。近年来，国内外的学者针对多电机同步技术进行了广泛的研究工作，在理论和实践上都取得了一定的进展。在机械自动化的电子教学上，也采取了相关的教学设备演示了电机同步运动控制。

不过，在机械自动化的教学设备上，主要采用的是双轴同步运动的教学设备上，这种机械机构的驱动过于复杂，机械零件易于磨损，易造成设备不稳定，噪音大，维修困难。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有教学设备结构复杂、不稳定、噪音大的问题，提供一种结构简单、使用可靠、噪音小的用于演示电机同步运动的教学设备。

一种用于演示电机同步运动的教学设备，包括机架，机架的面板上设有显示控制器以及控制按钮；机架内安装电子凸轮机构和电子齿轮机构，电子凸轮机构和电子齿轮机构同步运动，机架的面板上可显示电子凸轮机构和电子齿轮机构的同步运动。

在其中一个实施例中，电子凸轮机构包括:由第一电机驱动作旋转运动的凸轮；由第二电机驱动的第一主、从动轮以及第一传送带，第一传送带靠近其两端的位置分别设置一个第一传感器；与第一传送带固定连接的第一滑块，第一滑块上设有一个第一感应片，第一感应片可被第一传感器感应，当第一传感器感应到第一感应片时，第二电机作反向运动；顶杆，顶杆一端固定在滑块上，顶杆的另一端抵靠在凸轮上且随凸轮的运动轨迹作同步运动。

在其中一个实施例中，电子齿轮机构包括：由第一电机驱动作旋转运动的第一齿轮；由第三电机驱动的第二主、从动轮以及第二传送带，第二传送带靠近其两端的位置分别设置一个第二传感器；与第二传送带固定连接的第二滑块，第二滑块上设有一个第二感应片，第二感应片可被第二传感器感应，当第二传感器感应到第二感应片时，第三电机作反向运动；固定安装在第二滑块上的第四电机和第二齿轮，第四电机通过减速机驱动第二齿轮作旋转运动，且第四电机与第一电机作反向同步运动，第二齿轮随着第二滑块移动至第二传送带的一个端部时可与第一齿轮发生耦合。

在其中一个实施例中，凸轮和第一齿轮同轴设置；且第一滑块的滑动方向垂直于第二滑块的滑动方向。

上述用于演示电机同步运动的教学设备，因其采用了电子凸轮机构和电子齿轮机构，电子凸轮相比于机械凸轮，机械凸轮是一种角度感应和控制装置，而电子凸轮是一种智能控制，通过位置传感器将位置信息反馈给显示控制器，电子凸轮具有机械结构简单、性能稳定和静音好的优点；一般机械的电机和驱动机构是直接连接，机械结构固定即确定了传动比，但是电子齿轮可以增加传动***的柔性，减少传动元件数量和传动链长度，还可以实现小数传动比，提高传动精度。本实用新型采用的技术方案中，电机控制全面，具有结构简单紧凑，定位精度高。

附图说明

图1是本实用新型所述的用于演示电机同步运动的教学设备的正面结构图；

图2是本实用新型所述的用于演示电机同步运动的教学设备的立体结构图；

图3是本实用新型所述的用于演示电机同步运动的教学设备的机械机构结构图；

图4是图3的俯视图；

图5是图3的左视图；

图6是本实用新型所述的用于演示电机同步运动的教学设备的机械机构立体图。

具体实施方式

本实用新型实施例是用于机械自动化专业教学用的演示设备，方便学生通过操作该设备了解机械自动化中同步运动控制技术。

参见图1、2，图1是本实施例的正面图，图2是本实施例的立体图。

从图中可见，有一个机架1，机架1上安装显示控制器，显示控制器的显示屏2位于机架1正面的面板上，显示控制器的控制器位于机架1内部。显示屏下方设有控制按钮3，在显示屏2的左侧安装有电子凸轮机构和电子齿轮机构，电子凸轮机构和电子齿轮机构的部分结构位于机架1内，可显示电子凸轮和电子齿轮同步运动的部件露于机架1正面的面板之上。

参见图3，图3示出了电子凸轮机构和电子齿轮机构的结构。

结合图4、5和6，详细的示出了电子凸轮机构和电子齿轮机构的结构。

凸轮4安装在第一电机6的动力输出轴上。

位于凸轮4上方设有顶杆7，顶杆7下端抵在凸轮4上，且顶杆7与凸轮4对心直动。顶杆7上端固定在一第一滑块8上，当第一滑块上下滑动过程中，顶杆上下运动，顶杆与凸轮轨迹同步运动。第一滑块8的滑道竖直向下。位于滑道一侧设有与滑道并行设置的作为传送带的第一皮带9，第一皮带9的两端紧套在第一主动轮10和第一从动轮11上，第一主动10轮由第二电机12驱动。靠近第一皮带9两端的位置各设一个第一传感器13。第一滑块8侧边伸出一支撑端，该支撑端固定连接在第一皮带9上，第一滑块8可随第一皮带9的转动而在滑道内滑动，且第一滑块8侧边设有第一感应片14，当第一滑块8滑至第一皮带9的端部时，第一感应片14被第一传感器13感应到，第一传感器13向控制器发送感应信号，每当第一感应片14被感应一次，控制器就发送指令，命令第二电机12反向转动，即第二电机12控制第一皮带9正反转动，从而第一皮带9带动第一滑块8作往复直线运动。

上述即是电子凸轮机构的结构，第一电机控制凸轮旋转，第二电机控制第一皮带正反转，从而带动第一滑块上下往复直线运动，顶杆上端连接在第一滑块上，下端抵靠在凸轮上，凸轮、顶杆、第一皮带及第一滑块在第一电机和第二电机控制下同步运动。通过第一传感器感应位置信号，控制器接收信号并发出指令控制第二电机正反向运动。

第一齿轮5安装在第一电机6的动力输出轴。

位于第一齿轮5右侧设有一个水平方向的滑道，滑道内安装第二滑块15，第二滑块15上安装第四电机17及减速机24，第四电机17的电机轴段固定第二齿轮16。第一电机6和第四电机17做反向同步运动，当第二滑块15滑动至滑道的最左边时，第二齿轮16和第一齿轮5发生耦合。减速机24具有在传递动力的同时降低转速，可使第一齿轮5和第二齿轮16耦合时，第一电机6和第四电机17的转速比例关系清楚地显示出来。

位于滑道下方设有与滑道并行的第二皮带18，第二皮带18紧套在第二主动轮19和第二从动轮20上，第二主动轮19由第三电机21驱动。第二滑块15侧边伸出一支撑端，该支撑端固定连接第二皮带18。在第二皮带18的带动下，第二滑块15作往复直线运动，从而带动第二齿轮16作往复直线运动。在第二皮带18靠近其两端的位置各设一个第二传感器22，在第二滑块15的侧边设置一个第二感应片23。当第二滑块15滑至第二皮带18的端部时，第二感应片23就被第二传感器22感应到，第二传感器22即向控制器发送感应信号，控制器发出指令，命令第三电机21反向运动，这使得第二皮带18正反转动，从而带动第二滑块15作往复直线运动。

上述即是电子齿轮机构的结构，第一电机控制第一齿轮旋转，第三电机控制第二皮带正反转，从而带动第二滑块在水平方向往复直线运动，第二滑块上的第二齿轮随之水平往复直线运动，而第四电机与第一电机反向同步且第四电机驱动第二齿轮旋转，于是，当第二齿轮靠近第一齿轮时，即会发生第一齿轮和第二齿轮耦合。

学生操作本设备时，可通过控制按钮控制电机运动位移、速率和相位，从显示屏观察到电子凸轮和电子齿轮的运动轨迹，机架的面板上也能直接地观察凸轮、第一齿轮、顶杆、第一滑块、第二滑块的运动状态。

综上所述，本实施例可演示电子凸轮机构和电子齿轮机构同步运动控制。本实施例整体结构设计紧凑，所采用电机控制全面，定位精度高。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.用于演示电机同步运动的教学设备，包括机架，所述机架的面板上设有显示控制器以及控制按钮；

其特征在于，所述机架内安装电子凸轮机构和电子齿轮机构，所述电子凸轮机构和所述电子齿轮机构同步运动，所述机架面板上可显示所述电子凸轮机构和所述电子齿轮机构的同步运动。

2.根据权利要求1所述的用于演示电机同步运动的教学设备，其特征在于，

所述电子凸轮机构包括:

由第一电机驱动作旋转运动的凸轮；

由第二电机驱动的第一主、从动轮以及第一传送带，所述第一传送带靠近其两端的位置分别设置一个第一传感器；

与所述第一传送带固定连接的第一滑块，所述第一滑块上设有一个第一感应片，所述第一感应片可被所述第一传感器感应，当所述第一传感器感应到所述第一感应片时，所述第二电机作反向运动；

顶杆，所述顶杆一端固定在所述滑块上，所述顶杆的另一端抵靠在所述凸轮上且随所述凸轮的运动轨迹作同步运动。

3.根据权利要求2所述的用于演示电机同步运动的教学设备，其特征在于，

所述电子齿轮机构包括：

由所述第一电机驱动作旋转运动的第一齿轮；

由第三电机驱动的第二主、从动轮以及第二传送带，所述第二传送带靠近其两端的位置分别设置一个第二传感器；

与所述第二传送带固定连接的第二滑块，所述第二滑块上设有一个第二感应片，所述第二感应片可被所述第二传感器感应，当所述第二传感器感应到所述第二感应片时，所述第三电机作反向运动；

固定安装在所述第二滑块上的第四电机和第二齿轮，所述第四电机通过减速机驱动所述第二齿轮作旋转运动，且所述第四电机与所述第一电机作反向同步运动，所述第二齿轮随着所述第二滑块移动至所述第二传送带的一个端部时可与所述第一齿轮发生耦合。

4.根据权利要求3所述的用于演示电机同步运动的教学设备，其特征在于，所述凸轮和所述第一齿轮同轴设置；

且所述第一滑块的滑动方向垂直于所述第二滑块的滑动方向。

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