一种具有轨迹描绘功能的三轴运动教学平台的制作方法

1.本实用新型涉及三轴运动教学平台技术领域，具体为一种具有轨迹描绘功能的三轴运动教学平台。


背景技术：

2.在数控机床、3d打印机等三轴加工设备的教学过程中，需要使用三轴运动教学平台让学员预先熟悉三轴加工时，机械结构的运行状态，然而现有的三轴运动教学平台仍存在一些问题。
3.例如公开号为cn216927887u的一种三轴机械手装配打标数字孪生教学系统，其中第一皮带和第二皮带分别设置在底座顶面的左右两侧且相互平行，第一原材料仓库设置在第一皮带线的起始端，第二原材料仓库设置在第一皮带线的末端，第三原材料仓库设置在第一皮带线末端和第二皮带线起始端之间的位置，三轴机械手设置在第一皮带线末端和第二皮带线末端处
……
，其使用过程中难以实时记录工作模块移动轨迹，使用者无法通过获取的轨迹信息进行复盘研究。
4.针对上述问题，急需在原有三轴运动教学平台的基础上进行创新设计。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种具有轨迹描绘功能的三轴运动教学平台，以解决上述背景技术提出现有的三轴运动教学平台，其使用过程中难以实时记录工作模块移动轨迹，使用者无法通过获取的轨迹信息进行复盘研究的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有轨迹描绘功能的三轴运动教学平台，包括：
7.底座，其上表面边缘处固定安装有用于显示运动轨迹的轨迹显示屏，所述底座的侧壁上固定安装有第一电机，且第一电机水平设置，并且第一电机的输出螺杆转动贯穿于所述底座设置；
8.还包括：
9.支撑架，其底部中心处贯穿设置有所述第一电机的输出螺杆形成螺纹传动结构，所述支撑架的底部滑动嵌设在所述底座上，且支撑架两端顶部垂直安装在水平的横梁底部，所述横梁的外壁上贴合套设有套环，两者同轴设置；
10.装载架，其侧壁固定安装在所述套环的外壁上，所述装载架的顶部固定安装有第三电机，且第三电机的输出螺杆转动贯穿于所述装载架设置，并且第三电机的轴线垂直于所述底座的上表面，而且第三电机的输出螺杆贯穿于安装台设置形成螺纹传动结构，所述装载架的顶部固定贯穿安装有竖直设置的第三测距传感器，且第三测距传感器的测量头垂直指向所述安装台的上表面。
11.优选的，所述底座的内壁上固定嵌设有第一测距传感器，且第一测距传感器的检测端口垂直指向所述支撑架的底部侧壁，并且第一测距传感器的轴线与所述第一电机的轴
线平行设置，构成加工模块的x轴位移测量结构。
12.优选的，所述支撑架的底部两侧固定安装有对称分布的导块，且导块的截面成“t”字形，并且两个导块嵌设在所述底座内部开设的导槽内形成滑动导向结构，使得支撑架能够带动导块同步移动。
13.优选的，所述横梁的端部固定安装有第二电机，且第二电机的输出螺杆滑动贯穿于横梁设置，并且第二电机的轴线与所述第一电机的轴线垂直设置，所述第二电机的输出螺杆贯穿于滑块设置形成螺纹传动结构，且滑块的顶部固定安装有所述套环，使得第二电机能带动滑块移动。
14.优选的，所述滑块成矩形结构，且滑块贴合嵌设在所述横梁顶部的滑槽内形成滑动限位结构，所述横梁远离第二电机的一侧固定嵌设有第二测距传感器，且第二测距传感器的测量头垂直指向所述滑块的侧壁，构成加工模块的y轴位移测量结构。
15.优选的，所述安装台上滑动贯穿设置有对称分布的导柱形成导向结构，且导柱的上下两端固定安装在装载架上，而且两个导柱对称分布在所述第三电机的传动螺杆两侧，所述安装台的侧壁上通过螺栓固定有竖直设置的加工模块，使得安装台能够沿着导柱移动。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该具有轨迹描绘功能的三轴运动教学平台，其使用过程中能够实时记录工作模块的三维坐标位置，利用获取的多个三维坐标位置绘制出工作模块的移动轨迹，以便于使用者通过获取的轨迹信息进行复盘研究，其具体内容如下：
17.1、底座的内壁上固定嵌设有第一测距传感器，且第一测距传感器(6)的检测端口垂直指向支撑架的底部侧壁，第一测距传感器的轴线与第一电机的轴线平行设置，第一电机的输出螺杆贯穿于支撑架设置形成螺纹传动结构，当第一电机的输出螺杆转动时，第一电机将会带动支撑架在底座内滑动，此时第一测距传感器将实时检测出支撑架的位移量，从而输出支撑架沿着x轴的移动位置；
18.2、横梁的端部固定安装有第二电机，第二电机的输出螺杆滑动贯穿于横梁设置，第二电机的轴线与第一电机的轴线垂直设置，第二电机的输出螺杆贯穿于滑块设置形成螺纹传动结构，滑块的顶部固定安装有套环，滑块贴合嵌设在横梁顶部的滑槽内形成滑动限位结构，横梁远离第二电机的一侧固定嵌设有第二测距传感器，第二测距传感器的测量头垂直指向滑块的侧壁，当第二电机转动时，第二电机将带动滑块移动，滑块带动套环同步移动，此时第二测距传感器能够测量出滑块沿着y轴的移动位置。
附图说明
19.图1为本实用新型整体外部结构示意图；
20.图2为本实用新型支撑架安装结构示意图；
21.图3为本实用新型导块安装结构示意图；
22.图4为本实用新型横梁安装结构示意图；
23.图5为本实用新型滑块安装结构示意图；
24.图6为本实用新型装载架安装结构示意图；
25.图7为本实用新型第三测距传感器安装结构示意图；
26.图8为本实用新型导柱安装结构示意图。
27.图中：1、底座；2、轨迹显示屏；3、支撑架；4、导块；5、第一电机；6、第一测距传感器；7、横梁；8、套环；9、滑块；10、第二电机；11、第二测距传感器；12、装载架；13、导柱；14、安装台；15、第三电机；16、加工模块；17、第三测距传感器。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.请参阅图1-7，本实用新型提供一种技术方案：一种具有轨迹描绘功能的三轴运动教学平台，包括：
30.底座1，其上表面边缘处固定安装有用于显示运动轨迹的轨迹显示屏2，底座1的侧壁上固定安装有第一电机5，且第一电机5水平设置，并且第一电机5的输出螺杆转动贯穿于底座1设置；
31.支撑架3，其底部中心处贯穿设置有第一电机5的输出螺杆形成螺纹传动结构，支撑架3的底部滑动嵌设在底座1上，且支撑架3两端顶部垂直安装在水平的横梁7底部，横梁7的外壁上贴合套设有套环8，两者同轴设置；
32.装载架12，其侧壁固定安装在套环8的外壁上，装载架12的顶部固定安装有第三电机15，且第三电机15的输出螺杆转动贯穿于装载架12设置，并且第三电机15的轴线垂直于底座1的上表面，而且第三电机15的输出螺杆贯穿于安装台14设置形成螺纹传动结构，装载架12的顶部固定贯穿安装有竖直设置的第三测距传感器17，且第三测距传感器17的测量头垂直指向安装台14的上表面。
33.底座1的内壁上固定嵌设有第一测距传感器6，且第一测距传感器6的检测端口垂直指向支撑架3的底部侧壁，并且第一测距传感器6的轴线与第一电机5的轴线平行设置，支撑架3的底部两侧固定安装有对称分布的导块4，且导块4的截面成“t”字形，并且两个导块4嵌设在底座1内部开设的导槽内形成滑动导向结构，当第一电机5启动时，第一电机5的输出螺杆将带动支撑架3在底座1上滑动，支撑架3两侧安装的导块4同步在底座1内侧的导槽内定向移动，此时第一测距传感器6能够测量出支撑架3沿x轴的位移变化量。
34.横梁7的端部固定安装有第二电机10，且第二电机10的输出螺杆滑动贯穿于横梁7设置，并且第二电机10的轴线与第一电机5的轴线垂直设置，第二电机10的输出螺杆贯穿于滑块9设置形成螺纹传动结构，且滑块9的顶部固定安装有套环8，滑块9成矩形结构，且滑块9贴合嵌设在横梁7顶部的滑槽内形成滑动限位结构，横梁7远离第二电机10的一侧固定嵌设有第二测距传感器11，且第二测距传感器11的测量头垂直指向滑块9的侧壁，通过第二电机10的输出螺杆带动滑块9移动，使得滑块9带动套环8沿着横梁7的外壁滑动，此时第二测距传感器11能测量出滑块9沿着y轴的位移变化量。
35.安装台14上滑动贯穿设置有对称分布的导柱13形成导向结构，且导柱13的上下两端固定安装在装载架12上，而且两个导柱13对称分布在第三电机15的传动螺杆两侧，安装台14的侧壁上通过螺栓固定有竖直设置的加工模块16，通过第三电机15的输出螺杆带动安
装台14沿着导柱13竖直滑动，此过程中，第三测距传感器17能够测量出安装台14沿着z轴方向上的位移变化量。
36.工作原理：在使用该具有轨迹描绘功能的三轴运动教学平台时，首先参阅图1-7，加工模块16位于原点位置，当使用者启动第一电机5时，第一电机5的输出螺杆将带动支撑架3在底座1上滑动，支撑架3两侧安装的导块4同步在底座1内侧的导槽内定向移动，支撑架3顶部安装的机构将同步沿着x轴方向移动，此时第一测距传感器6能够测量出支撑架3沿x轴的位移变化量，从而得出加工模块16在x轴方向上的位置，当第二电机10启动时，第二电机10的输出螺杆将带动滑块9移动，滑块9带动套环8沿着横梁7的外壁滑动，套环8通过装载架12和导柱13带动安装台14同步移动，此时第二测距传感器11能测量出滑块9沿着y轴的位移变化量，进而得出安装台14上的加工模块16在y轴方向上的位置，而当第三电机15启动时，第三电机15的输出螺杆将带动螺纹连接的安装台14沿着导柱13竖直滑动，安装台14带动加工模块16同步移动，此过程中，第三测距传感器17能够测量出安装台14沿着z轴方向上的位移变化量，进而得出加工模块16在z轴方向上的位置，通过上述的第一测距传感器6、第二测距传感器11和第三测距传感器17分别测量出加工模块16在x轴、y轴和z轴方向上的位移变化量，从而实时得出加工模块16移动过程中的三维坐标变化，第一测距传感器6、第二测距传感器11和第三测距传感器17通过控制系统将测得的数据传输给轨迹显示屏2，此时轨迹显示屏2内部的软件能够通过加工模块16实时的三维坐标变化绘制出运动轨迹。
37.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。