机电综合实验实训台的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种实验实训台架，包括：实验台桌体，其具有实验实训台面及设置在桌面下方的用于放置实验实训器件的储物柜；器件安装立架，垂直安装在台面上，其包括立面和设置在该立面两侧的立柱，用于安装实验实训中的设备器件；功能模块箱，其安装于器件安装立架的顶部，用于安装各种功能模块；通过将实验实训中的执行器件、驱动部件可移动和可拆卸地固定安装在器件安装立架和/或储物柜中，并与功能模块箱中的控制模块经连接后即可进行相应的实验或实训。本发明的实验实训台架可以解决现有实验台存在的器件/部件和大型重件安装不便，无法无级改变器件/部件的安装位置，以及机电测控类课程实验和技能实训所需的功能模块不足、扩充性不好的问题。
【专利说明】机电综合实验实训台
【技术领域】
[0001]本发明属于教学实验实训领域，具体涉及一种实验实训一体的实验实训台。
【背景技术】
[0002]实验实训台是一种既能胜任机电类专业教学的实验，又能进行相关专业职业技能训练的装置。常规的实验实训台通常包括桌体、支架以及设置在桌体下部的储物柜体及用于移动的脚轮，实验实训中用到的各种执行器件和控制器件安装在支架或桌体上。
[0003]专利CN202976661U公开了一种实训装置，其包括实训台架、实训面板和电脑桌，其中实训台架包括一个以上的固定框架和支撑脚，固定框架由铝型材、强力角件、螺栓和弹性构件连接构成，铝型材表面设有导轨、强力角件上设有螺孔、螺栓穿置在铝型材的导轨和角件的螺孔中，并用弹性件将铝型材锁附在一起，实训面板上均匀分布有一个以上的连接孔，实训面板安装在铝型材的导轨中。该实训装置可根据实际需求对操作平台进行任意拼接组合和拆分。
[0004]但是，这种实训装置由于所针对的使用对象、实验实训内容原因，如果用在机电专业的实验教学和技能实训，其存在如下缺陷:
[0005](I)只提供了电源，没有提供机电传动与控制所需的诸如控制单元、接口单元、继电器单元、主令控制单元、功率控制单元等基本单元；而且，所提供的电源种类和功率，不能满足机电类实验实训的需要；
[0006]( 2 )机电类实验实训过程中，从安全性、稳定性和操作方便性考虑，重量大的部件，一般安装在下方，该实训装置的电源安装在实训面板的下方，不利用较重机电部件的安装。
[0007](3)实训面板采用在金属平板上面打孔的方式，实验所用的部件用螺丝安装在实训面板上，这种安装方式存在安装位置的变动是有级的，不能无级改变部件的安装位置。
【发明内容】
[0008]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种快装式的实验实训台，其目的在于通过采用多个具有开槽和开孔的型材组装形成支架和立面，进而在支架和立面上自主任意布置安装器件和部件，由此解决现有实验台存在的器件/部件和大型重件安装不便，无法无级改变器件/部件的安装位置，以及机电测控类课程实验和技能实训所需的基本功能模块不足、扩充性不好的问题。
[0009]实现本发明目的所采用的具体技术方案如下:
[0010]一种实验实训台架，用于实验教学和技能训练，其特征在于，该台架包括:
[0011]实验台桌体，其具有实验实训台面及设置在桌面下方的用于放置实验实训器件的储物柜；
[0012]器件安装立架，垂直安装在所述台面上，其包括立面和设置在该立面两侧的立柱，用于安装实验实训中的设备器件；
[0013]功能模块箱，其安装于所述器件安装立架的顶部，用于安装控制功能模块；[0014]通过将实验实训中的执行器件、驱动部件可移动和可拆卸地固定安装在所述器件安装立架和/或储物柜中，并与功能模块箱中的控制模块经连接后即可进行相应的实验或实训。
[0015]作为本发明的进一步优选，所述器件安装立架的立面由多个型材叠加拼接呈面状而形成，该立面的两侧表面上的各型材槽中用于安装所述设备器件。
[0016]作为本发明的进一步优选，所述器件安装立架的立柱为型材，其与所述立面上的各型材垂直设置并分别与各型材端部连接，该立柱侧面上的型材槽中用于安装所述设备器件。
[0017]作为本发明的进一步优选，所述器件安装立架上的各型材槽中可通过后装式螺母、T型螺母、T型螺栓和/或可移动设置在槽中的背板与设备器件连接，实现所述设备器件与器件安装立架可移动和/或可拆卸地安装。
[0018]作为本发明的进一步优选，所述功能模块箱用于安装各种控制器件，其由设置在立面顶部并与立面型材平行布置的两个型材组合形成，其中该两型材平行间隔一定距离固定布置，且顶面和端面通过盖板封闭，所述控制器件通过后装式螺母、T型螺母、T型螺栓和/或可移动地设置在槽中的背板安装在两个型材的槽中。
[0019]作为本发明的进一步优选，所述型材优选为铝合金型材，特别优选是30或40系列铝合金型材。
[0020]本发明的台架配备机电专业课程和技能实训所需的基本功能模块，可以包括具备模拟量输入输出功能的测控模块(包括可编程控制器PLC)、提供220VAC、+24VDC、+12VDC、-12VDC、+9VDC, +5VDC输出的电源模块、PLC接口模块、继电器模块、主令电器模块、功率控制模块，温度控制模块等。可以进行机电专业课程的实验教学和技能训练，例如机电传动控制课程、电机拖动课程、测试技术课程、控制技术课程、液压与气压传动等课程的实验，可以进行机械装配、自动线装配与控制、机械手装配与控制、PLC控制、机电控制系统的布局与布线等技能训练。
[0021 ] 本发明中，采用便于安装的带导槽的铝合金型材，使得在实验和实训中，使用者可以根据实验内容或实训内容，除了采用实验实训台基本模块箱所提供的功能外，还可以自行选择、并在任意位置安装其他的功能模块，如电机、电机驱动器、气源、气缸、气动元件、计算机等部件或设备，显示模块(如计算机显示器、触摸屏等)既可以放置在台面上，也可以通过支架安装在快装式立架的支柱上。
[0022]总体而言，本发明采用上述技术方案相对于现有技术而已，具有如下优势:
[0023](I)采用多个带安装导槽的型材拼接组成，包括位于中部的立式器件安装立面和立面两侧的立柱，具有所用器件、部件定位、安装方便，承载力大可靠性高，扩展方便等优
占.[0024](2)型材台架上开有多条滑槽，滑槽中根据所安装器件安装孔的大小，装设相应规格的、可以移动的后装式螺母，可以实现任意元件和部件的方便安装和拆卸；安装部件和元件也可以通过与铝合金型材导槽相适应的T型螺栓和T型螺母，紧固安装在立架的立面上。
[0025](3)器件和扩充模块，还可以用后装式螺母、螺栓，以及与导槽相适应的T型螺栓和T型螺母，紧固安装在立架的立柱上。
[0026]( 4 )立架工作立面和立架支柱外侧，可以安装仪器支架。仪器支架上可以放置那些没有固定安装螺丝孔的仪器设备。
[0027](5)实验实训台下方设置有储物柜，可以放置尺寸、重量较大的设备、器件、部件；
[0028](6)实验实训台下方设置有储物抽屉，可以尺寸较小的器件、部件；
[0029](7)实验实训台下方设置有开放式的设备台，可以放置尺寸较大的设备、部件；
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为本发明实施例的实验实训台的结构示意图；
[0031]图2为本发明实施例的实验实训台的模块箱外观示意图；
[0032]图3为本发明实施例的实验实训台的立架的结构示意图；
[0033]在所有附图中，相同的附图标记代表同样的技术特征，具体如下:1_桌体单柜，2-桌体，3-安装立架，4-模块顶箱，5-侧挂式模块盒，6-支架，7-抽屉，8-开放式置物台，9-脚杯与滚轮。
【具体实施方式】
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。此处说明若涉及到具体实例时仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。此外，下面描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就
可以相互结合。
[0035]如图1所示，本发明实施例的实验实训台包括实验台桌体2、器件安装立架3、功能模块箱4、侧挂式模块盒5、仪器支架6等部件。实验实训台桌体2位于下部，安装立架3位于桌体2上方，模块箱5位于安装立架3上方。
[0036]如图1所示，实验实训台桌体2包括台面、抽屉、柜、开放式物架、滚轮、脚杯等部分。桌体2可以采用柜、抽屉和开放式置物空间的组合方式。柜体下表面四角设置脚轮，以便与移动，脚轮旁边安装有脚杯。当实验实训台移动到位后，用脚杯固定实验实训台，并用其调节实验实训台的高度与水平。桌体上表面形成操作平台，操作平台下方的柜和抽屉可用于放置各种实验器件、工具和材料，开放式的置物台8用于放置计算机、气泵等体积较大的设备。
[0037]如图1-3所示，安装立面3垂直设置在操作平台上，其包括两侧的立柱和设置在两立柱之间的安装面。用于机电实验实训的各种机电设备执行器件、元器件等都可以安装在立架3的立面正反面及立柱的侧面上。
[0038]器件安装立架3的安装立面由多个与立柱垂直的型材如铝型材依次叠加成一定高度呈面状而形成，型材优选40或30系列铝合金型材。组成器件安装面的铝型材用蝶形扣件与二个立柱紧固连接。型材规格可以为例如40*80，40*120，40*160，30*60，30*90，30*120或者30*150，也可以为其它规格。安装面上的每个型材单元上开有多个凹槽，该凹槽与立柱上凹槽垂直。各型材的凹槽中可以设置角接件、后装式螺母、T型螺母、T型螺栓等零件。各凹槽中也可以设置可相对凹槽移动的安装挂条，各种测试设备可以直接嵌合卡接在凹槽中，也可以用凹槽螺母和螺丝，或T型螺栓与螺母组合，将设备、器件安装在立柱上，各凹槽中也可以设置安装孔，或者设置可与凹槽相对滑动的安装挂条，各种测试设备可以固定安装在该安装挂条上，从而可以立柱上可移动地安装各种设备、元器件，例如各种电机及驱动器、变频器、气缸、可编程控制器、嵌入式控制器、触摸屏、等等。也可以方便取下。各种测试设备也可以方便拆装而且可以根据实验实训需要灵活移动。
[0039]柜体操作平台上开有与立柱截面相配合的矩形孔，立柱的下端穿过该孔后，用螺栓和铝型材专用螺母将立柱与桌体固定连接。
[0040]立柱由铝型材制成，规格可以为例如40*120mm，30*60mm，30*90mm或者30*120mm，
也可以为其它规格。立柱外侧面上开有多个凹槽，各种附加的测试设备、设备支架可以直接嵌合卡接在凹槽中，也可以用凹槽螺母和螺丝，或T型螺栓与螺母组合，将设备、器件安装在立柱上。各凹槽中也可以设置可相对凹槽移动的安装挂条，各种测试设备可以固定安装在该安装挂条上，从而可以在立柱上可移动地安装各种测试设备，测试设备例如各种电机、检测仪器、外部电源、气缸、气源附件、开关、控制模块等等。这样可以任意增加功能模块，大大提闻实训实验台的应用范围。
[0041]安装立架3的顶部用于测控功能模块箱4的安装，该功能模块箱4用于安装各种功能模块。模块箱框架优选由与安装面的型材平行布置的两组型材组合形成，两组型材单元平行间隔一定距离固定设置在安装面最上方，型材上型材可以为40或30系列铝合金型材，规格可以为例如40*120mm，30*60mm, 30*90mm或者30*120mm，也可以为其它规格。
[0042]如图2所示，功能模块箱4用于集中安装各种功能模块，各功能模块的面板通过螺母和螺栓固定在模块箱框架上，并排列组合成模块箱的整体面板，模块箱内部放置各功能模块所用的器件。各种测控功能模块例如主控器、交直流电源模块、继电控制模块、主令控制模块等，可以直接嵌合卡接模块箱内部在凹槽中，既便于安装也可以方便取下。
[0043]与面板相对的模块箱背面，可以安装一个模块箱背板，背板上设置外接电源的插座，也可以安装各功能模块的面板，以方便操作者在正反二面都能操作。
[0044]组成安装面的型材每个面都有凹槽，因此各种器件和设备既可以安装在正面，也可以根据需要安装在安装立面的背面，即在正反两面均可安装测试设备。
[0045]另外，立柱、安装面或横梁的型材单元上可安装显示器支架，支架上用于安装显示器，并可以随意调整显示器的角度和高度。
[0046]另外，各器件模块也可以安装在侧挂式模块盒5内，模块盒5可以安装在立柱上、可以安装在立面的正面及背面上。
[0047]使用时，先将器件安装立架3安装在实验台桌体2上，然后将功能模块箱4安装在立架3的顶部，用铝型材专用接件将各型材紧固连接成为一个整体，即完成实验实训台的基本装配。使用人员根据实验、实训的内容需要，可以将各种执行器件(如各种电机、气动元件、直线台等)、驱动部件(如变频器、直流电机驱动器、步进电机驱动器等)、外加的控制部件(如PLC、触摸屏、主令控制器件等)、电工导轨、线槽等用后装式螺母、T型螺母、T型螺栓等连接件，安装在器件安装立架3上，位置可以自主确定。所有部件、元器件安装、连接完毕，即可进行相关的实验和实训。
[0048]本发明的装置由于各种模块化的安装结构，可以实现多门课程的实验和机电多项技能的实现，例如传感器测试测量、温度开闭环和伺服控制、直线工作台、加热系统、水箱水位系统的特性测试等，还可进行自动线的调试平台。
[0049]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种实验实训台架，用于实验教学和技能训练，其特征在于，该台架包括: 实验台桌体(2)，其具有实验实训台面及设置在桌面下方的用于放置实验实训器件的储物柜(I)； 器件安装立架(3)，垂直安装在所述台面上，其包括立面和设置在该立面两侧的立柱，用于安装实验实训中的设备器件； 功能模块箱(4)，其安装于所述器件安装立架(3)的顶部，用于安装各种功能模块； 通过将实验实训中的执行器件、驱动部件可移动和/或可拆卸地安装在所述器件安装立架(3 )和/或储物柜(I)中，并与所述功能模块箱(4 )中的控制模块经连接后即可进行相应的实验或实训操作。
2.根据权利要求1所述的一种实验实训台架，其特征在于，所述器件安装立架(3)的立面由多个型材叠加拼接呈面状而形成，该立面的两侧表面上的各型材槽中用于安装所述设备器件。
3.根据权利要求1或2所述的一种实验实训台架，其特征在于，所述器件安装立架(3)的立柱为型材，其与所述立面上的各型材垂直设置并分别与各型材端部连接，该立柱侧面上的型材槽中用于安装所述设备器件。
4.根据权利要求1-3之一所述的一种实验实训台架，其特征在于，所述器件安装立架(3)上的各型材槽中可通过后装式螺母、T型螺母、T型螺栓和/或可移动设置在槽中的背板与设备器件连接，实现所述设备器件与所述器件安装立架(3)可移动和/或可拆卸地固定安装。
5.根据权利要求1-4之一所述的一种实验实训台架，其特征在于，所述功能模块箱(4)用于安装各种控制器件，其由设置在立面顶部并与立面型材平行布置的两个型材组合形成，其中该两型材平行间隔一定距离固定布置，且顶面和端面通过盖板封闭，所述控制器件通过后装式螺母、T型螺母、T型螺栓和/或可移动设置在槽中的背板安装在两个型材的槽中。
6.根据权利要求1-5之一所述的一种实验实训台架，其特征在于，所述型材优选为铝合金型材，特别优选是30或40系列铝合金型材。
7.根据权利要求1-6之一所述的一种实验实训台架，其特征在于，所述立柱、立面或功能模块箱的型材单元上可安装显示器支架，该显示器支架上用于安装显示器，通过该显示器支架可以调整显示器的角度和高度。
【文档编号】G09B9/00GK103824484SQ201310454557
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】王峻峰, 吴波, 史铁林, 黄弢 申请人:华中科技大学