一种位置控制教学实验平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及教学实验平台【技术领域】，提供了一种位置控制教学实验平台，包括：控制器、传感器、限位开关、显示器、直线滑台、动力装置、精确限位装置、电源；控制器，与传感器、限位开关、显示器、动力装置、精确限位装置、电源相连接；精确限位装置，由摄像头和数显千分表组成，都通过连接杆安装于直线滑台上，同时摄像头一端与控制器相连接，另一端与数显千分表相连接；限位开关、传感器都安装于直线滑台上；动力装置，与直线滑台相连接。本实用新型具有速度稳定，到达指定位置的匹配度、精准度高、实现可视化、全自动的特点。
【专利说明】一种位置控制教学实验平台
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及教学实验平台【技术领域】，特别涉及一种位置控制教学实验平台。
【背景技术】
[0002]在当今随着自动化技术的不断发展与提高，很多工业过程控制中对位置控制技术的应用也越来越广泛。位置控制技术在自动化产业中有着至关重要的作用，因此，如何更方便，更准确地实现位置控制是工业控制领域内的一个重要问题。
[0003]目前很多高校已经开设了位置控制的实验课，但没有相应的配套实验设施，对位置控制的教学还是重理论轻实验，所以高校同学对位置控制实验缺乏深刻的认识，不利于培养具有位置控制技术的高素质人才。
[0004]位置控制实验研发过程中对精度和速度的控制及其精确度是位置控制技术的关键，其性能更需要在位置控制实验平台上完成。
[0005]目前在已有的位置控制实验中，仅仅依靠传感器来检测是否到达指定的位置，而这样的检测并不能够真正的达到精准，其系统运行的可靠性也较差，因此在精准度要求较高的场合，往往这样的装置是无法完成操作的；进一步地已有的位置控制实验装置还存在速度不稳定的问题。
[0006]因此，教学实验平台【技术领域】急需一种速度稳定，到达指定位置的匹配度、精准度高、实现可视化、全自动的位置控制教学实验平台。
实用新型内容
[0007]本实用新型提供了一种位置控制教学实验平台，技术方案如下:
[0008]一种位置控制教学实验平台，其特征在于，包括:控制器、传感器、限位开关、显示器、直线滑台、动力装置、精确限位装置、电源；
[0009]控制器，与传感器、限位开关、显示器、动力装置、精确限位装置、电源相连接；
[0010]精确限位装置，由摄像头和数显千分表组成，都通过连接杆安装于直线滑台上，同时摄像头一端与控制器相连接，另一端与数显千分表相连接；
[0011]限位开关、传感器都安装于直线滑台上；
[0012]动力装置，与直线滑台相连接。
[0013]如上所述的一种位置控制教学实验平台，其中，动力装置还包括:伺服驱动器和驱动电机，并且伺服驱动器与控制器、驱动电机相连接，驱动电机与直线滑台相连接。
[0014]如上所述的一种位置控制教学实验平台，其中，直线滑台为滚珠滚动导辊直线滑台，还包括:杠杆、滚动导辊和滑块，并且用于安装摄像头、数显千分表和传感器，滑块位于滚动导辊上，沿着滚动导辊运动，滚动导辊与驱动电机相连接。
[0015]如上所述的一种位置控制教学实验平台，其中，传感器，还包括:激光测速传感器、2个激光对射光电开关传感器，并且激光测速传感器和激光对射光电开关传感器都与控制器相连接，杠杆为2根,2个激光对射光电开关传感器分别位于2根杠杆上。
[0016]如上所述的一种位置控制教学实验平台，其中，限位开关还包括:左限位开关和右限位开关，并且左限位开关和右限位开关都与控制器相连接。
[0017]如上所述的一种位置控制教学实验平台，其中，控制器为CPU中央处理器。
[0018]如上所述的一种位置控制教学实验平台，其中，还包括:急停开关，与控制器相连接。
[0019]如上所述的一种位置控制教学实验平台，其中，还包括:计算机，与控制器相连接。
[0020]如上所述的一种位置控制教学实验平台，其中，电源为内置电源或者外置电源。
[0021]如上所述的一种位置控制教学实验平台，其中，显示器为IXD触摸显示器。
[0022]本实用新型的有益效果是:
[0023]1.本实用新型的位置控制教学实验平台的实践性较强，操作方便，可以通过触摸显示器和计算机2种控制方式实现位置控制实验，让学生很直观的了解位置控制实验的过程，可操作性更强，直观性更好，具有更好的教育意义。
[0024]2.教学实验平台中各个模块划分清晰，结构简单，并且具有可扩展性。
[0025]3.采用精度较高的数显千分表来测量运动滑块，测量更加精确。
[0026]4.通过传感器对直线平台的运行速度进行实时采集，并通过控制器进行调整，能够使其匀速行驶，更加平稳，通过限位开关对直线平台到达的位置进行限定，具有更好的实现意义，可操作性更强。
[0027]5.采用摄像头读取数显千分表的数据传送到控制器进行对比，实现微调滑块，更加精确的到达位置，误差小，匹配度高。
[0028]6.采用IXD触摸显示器，进行调节控制，并且将设定参数和距离、运动速度、故障等实时显示在在触摸显示器上，方便工作人员和学生查看，大大提高了工作效率。
[0029]7.本实用新型还可以在控制器外连接计算机，当IXD触摸显示器坏了的时候，可以通过计算机输出命令，不会出现停止工作的现象，可操作性更强。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型:
[0031]图1是本实用新型一种位置控制教学实验平台的结构框图。
[0032]图2是本实用新型一种位置控制教学实验平台的结构框图。
[0033]图3是本实用新型一种位置控制教学实验平台的结构示意图。
[0034]图4是本实用新型一种位置控制教学实验平台的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]为了使本实用新型技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0036]图1是本实用新型一种位置控制教学实验平台的结构框图，图3是本实用新型的一种位置控制教学实验平台的结构示意图。
[0037]如图1、图3所示，本实用新型提供了一种位置控制教学实验平台，包括:控制器1、传感器6、限位开关5、显示器2、直线滑台8、动力装置4、精确限位装置5、电源3 ;控制器1，与传感器6、限位开关5、显示器2、动力装置4、精确限位装置5、电源3相连接；精确限位装置7，由摄像头701和数显千分表702组成，都通过连接杆安装于直线滑台上，安装于直线滑台8上，同时摄像头701 —端与控制器I相连接，另一端与数显千分表701相连接；限位开关5、传感器6都安装于直线滑台8上；动力装置4，与直线滑台8相连接。
[0038]图2是本实用新型一种位置控制教学实验平台的结构框图，图4是本实用新型一种位置控制教学实验平台的结构示意图。
[0039]如图2、图4所示，动力装置4还包括:伺服驱动器401和驱动电机402，并且伺服驱动器401与控制器1、驱动电机402相连接，驱动电机402与直线滑台8相连接；限位开关5还包括:左限位开关501和右限位开关502，并且左限位开关501和右限位开关502都与控制器I相连接；控制器I为CPU中央处理器；传感器6，还包括:激光测速传感器601、2个激光对射光电开关传感器602，并且激光测速传感器601和2个激光对射光电开关传感器602都与控制器I相连接；显示器2为IXD触摸显示器。
[0040]如图4所示，直线滑台8为滚珠滚动导辊直线滑台，还包括:杠杆801、滚动导辊802和滑块803，并且杠杆801用于安装摄像头701、数显千分表702和激光测速传感器601、2个激光对射光电开关传感器602,滑块803位于滚动导棍802上,沿着滚动导棍802运动，滚动导辊802与驱动电机402相连接；杠杆801为2根，2个激光对射光电开关传感器602分别位于2根杠杆801上。
[0041]从图2、图3中可知，本实用新型的另一实施例中还包括:急停开关9和未在图中画出的计算机10，急停开关9和计算机10都与控制器I相连接，急停开关9用于在突发状况下，使直线滑台8紧急停止，以免造成事故或者危险；计算机10用于给控制器I传送指令。
[0042]本实用新型中的电源3既可以是内置电源，例如电池，也可是外置电源，例如电线插头与外置插座相连接。
[0043]本实用新型工作时，首先将所有装置都连接上，电源3为外置电源时，将其插在外置插座上，保证电源3对控制器I进行供电；然后通过LED触摸显示器2或者计算机10输入滚珠滚动导辊直线滑台8需要到达的位置坐标或者距离等信息，与LED触摸显示器2或者计算机10相连接的控制器I接到此位置信息后，命令伺服驱动器401运动，伺服驱动器401命令伺服电机402转动，伺服电机402带动滑块803沿着滚动导辊802运动，当滑块803到达限位开关4位置时，由激光对射光电开关传感器602进行定位，并将已经定位完成的信号传给控制器1，控制器I命令伺服驱动器401停止运动，随即滑块803停止运动；然后位于杠杆801上的数显千分表702对滑块到达的位置进行测量，摄像头701对数显千分表测量的数值进行实时监控，并将监控到的数值传递给控制器1，控制器将监测到的数值与预先设定的数值进行比较后，当在要求的精度范围内，无需调整，本次工作结束；当不在要求的精度范围内，控制器命令伺服驱动器重新启动，重复上述过程，直至一致为止。
[0044]本实用新型通过在直线滑台8的滚动导辊2端设置限位开关501和502，可以有效的防止滑块803画出滚动导辊的长度范围，造成损坏，延长使用寿命；当滑块803滑到限位开关501或者502的位置，仍没有达到其预先设定的位置时，限位开关501或者502会传递给控制器I 一个到达限位开关的信号，控制器I会将此信息传递到IXD触摸显示器2上，当工作人员看到此种现象时，通过LCD触摸显示器2上的停止按键，传递给控制器2 —个停止运动的命令，然后滑块803停止运动；工作人员通过位于直线滑台8下方的支撑脚，将本实用新型挪动到合适的位置后，再继续工作。
[0045]本实用新型在上述运动过程中，通过位于杠杆801上的激光测速传感器601实时测量滑块803的运动速度，并将运动速度值传送给控制器1，控制器I通过与预先设定的速度进行比较，保证其以匀速的形式运动，更加稳定、安全、可靠。
[0046]本实用新型工作中，控制器I将其收到的滑块803的坐标或者距离值、运动速度值、内置电池的电量等实时的传递给LCD触摸显示器2或者计算机10，将其状态值等实时的显示出来。
[0047]本实用新型的位置控制教学实验平台的实践性较强，操作方便，可以通过触摸显示器和计算机2种控制方式实现位置控制实验，让学生很直观的了解位置控制实验的过程，可操作性更强，直观性更好，具有更好的教育意义。
[0048]本实用新型的教学实验平台中各个模块划分清晰，结构简单，并且具有可扩展性。
[0049]本实用新型的采用精度较高的数显千分表来测量运动滑块，测量更加精确。
[0050]本实用新型的通过传感器对直线平台的运行速度进行实时采集，并通过控制器进行调整，能够使其匀速行驶，更加平稳，通过限位开关对直线平台到达的位置进行限定，具有更好的实现意义，可操作性更强。
[0051]本实用新型的采用摄像头读取数显千分表的数据传送到控制器进行对比，实现微调滑块，更加精确的到达位置，误差小，匹配度高。
[0052]本实用新型的采用IXD触摸显示器，进行调节控制，并且将设定参数和距离、运动速度、故障等实时显示在在触摸显示器上，方便工作人员和学生查看，大大提高了工作效率。
[0053]本实用新型还可以在控制器外连接计算机，当IXD触摸显示器坏了的时候，可以通过计算机输出命令，不会出现停止工作的现象，可操作性更强。
[0054]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【权利要求】
1.一种位置控制教学实验平台，其特征在于，包括:控制器、传感器、限位开关、显示器、直线滑台、动力装置、精确限位装置、电源； 所述控制器，与所述传感器、限位开关、显示器、动力装置、精确限位装置、电源相连接; 所述精确限位装置，由摄像头和数显千分表组成，都安装于直线滑台上，同时所述摄像头一端与所述控制器相连接，另一端与所述数显千分表相连接； 所述限位开关、传感器都安装于所述直线滑台上； 所述动力装置，与所述直线滑台相连接。
2.根据权利要求1所述的一种位置控制教学实验平台，其特征在于，所述动力装置还包括:伺服驱动器和驱动电机，并且所述伺服驱动器与控制器、驱动电机相连接，所述驱动电机与直线滑台相连接。
3.根据权利要求2所述的一种位置控制教学实验平台，其特征在于，所述直线滑台为滚珠滚动导辊直线滑台，还包括:杠杆、滚动导辊和滑块，并且所述杠杆用于安装摄像头、数显千分表和传感器，所述滑块位于滚动导辊上，沿着所述滚动导辊运动，所述滚动导辊与驱动电机相连接。
4.根据权利要求3所述的一种位置控制教学实验平台，其特征在于，所述传感器，还包括:激光测速传感器、2个激光对射光电开关传感器，并且所述激光测速传感器和激光对射光电开关传感器都与控制器相连接；所述杠杆为2根，2个所述激光对射光电开关传感器分别位于2根杠杆上。
5.根据权利要求1所述的一种位置控制教学实验平台，其特征在于，所述限位开关还包括:左限位开关和右限位开关，并且所述左限位开关和右限位开关都与控制器相连接。
6.根据权利要求1所述的一种位置控制教学实验平台，其特征在于，所述控制器为CPU中央处理器。
7.根据权利要求1所述的一种位置控制教学实验平台，其特征在于，还包括:急停开关，与所述控制器相连接。
8.根据权利要求1所述的一种位置控制教学实验平台，其特征在于，还包括:计算机，与所述控制器相连接。
9.根据权利要求1所述的一种位置控制教学实验平台，其特征在于，所述电源为内置电源或者外置电源。
10.根据权利要求1所述的一种位置控制教学实验平台，其特征在于，所述显示器为IXD触摸显示器。
【文档编号】G09B19/00GK204010487SQ201420482728
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】苏鹏云, 余朝刚, 张宇佳, 于长达 申请人:上海工程技术大学