CN214752576U-一种远程控制的三轴运动实验系统.docx

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1、CN 214752576 U权利要求书1/1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 CN 214752576 U(45)授权公告日2021.11.162H04N 7/18(2006 .01)H04N 5/232(2006 .01)(21)申请号 202120901149.2(22)申请日 2021 .04 .28(73)专利权人广西机电职业技术学院地址530007广西壮族自治区南宁市大学东路101号专利权人广西南宁克峰科技有限公司(72)发明人冯道宁伍兆森凌伟杰黄榆钧谢平芳黄祥伟李茂铭韦毅容小龙梁礼群宋瑞娟(74)专利代理机构南宁东之智专利代理有限公司 4

2、5128代理人戴燕桃汪治兴(51)Int.Cl.G09B 25/02(2006 .01)G09B 5/02(2006 .01)权利要求书1页 说明书4页 附图3页(54)实用新型名称一种远程控制的三轴运动实验系统(57)摘要本实用新型涉及教学设备领域，具体公开了一种远程控制的三轴运动实验系统，创新点在于利用模块化组合机架、三轴传动机构、电机控制模块和指令控制模块。机架上的控制板采用模块化设计，集成了通用的控制线快接插口，外置了用户扩展接线端，方便在教学中扩展其他的外围设备、布置不同的实验任务、也便于故障设备的快速诊断和维修，使得设备能产生更好地教学效果。第一竖板的设计便于将控制部分和执行部分进

3、行物理分隔，提高教学实验的安全性，同时将各种导线藏于竖版背后，摄像头通过可旋转支架按照在实验设备侧前方，不仅使得摄像头视野开阔，同时系统可通过摄像头和远程收发模块能实时监控实验操作，满足高校对实现远程实验教学的迫切需求。1 .一种远程控制的三轴运动实验系统，其特征在于：机架，作为支撑平台，所述机架的上侧中间位置设置有三轴传动机构，所述机架的上侧边缘位置设置有第一竖板，所述机架的下侧作为储存空间，所述机架的正面敞开，所述机架的边缘位置设置撑杆以及位于所述撑杆上的摄像头，所述摄像头朝向所述三轴传动机构实时获取画面，所述三轴传动机构包括安装板、XYZ三个方向上运动的三条导轨、三个滑块以及三个电机，所

4、述三轴传动机构最终输出运动的输出端设置夹具；电机控制模块，所述电机控制模块设置在所述第一竖板的背面，所述电机控制模块包括PLC单元和信号驱动单元，所述PLC单元和所述信号驱动单元采用模块化分离设计，所述信号驱动单元可适配不同类型的所述PLC单元，所述PLC单元用于接收用户输入的控制程序，控制三个所述电机工作；指令控制模块，所述指令控制模块设置在所述机架之内，所述指令控制模块连接所述控制模块和所述摄像头，实时接收、传输数据，以通过网络完成教学实验。2 .根据权利要求1所述的三轴运动实验系统，其特征在于：所述三轴传动机构的X方向上包括分别位于安装板左右两侧的第一滑块，两个所述第一滑块的底部通过第一

5、连杆彼此连接，所述机架的上侧设置一对导轨和一条丝杆，两条导轨和一条丝杆均穿过第一连杆，丝杆的一端钱接机架，丝杆的另一端连接第一电机，两个所述第一滑块之间设置用于保护的背板、第二滑块、一对导轨和一条丝杆，所述第一滑块上设置第二电机，两条导轨和一条丝杆均穿过第二滑块，丝杆的一端较接第一滑块，丝杆的另一端较接第二电机，所述第二滑块上设置第三滑块、第三电机、一对导轨和一条丝杆，两条导轨和一条丝杆均穿过第三滑块，丝杆的一端较接第二滑块，丝杆的另一端较接第三电机。3 .根据权利要求2所述的三轴运动实验系统，其特征在于：所述夹具上可拆卸地设置有画笔、激光笔或距离传感器。4 .根据权利要求3所述的三轴运动实验

6、系统，其特征在于：当夹具上安装距离传感器时，控制模块连接距离传感器并且还用于创建扫描到的三维虚拟模型，并且通过网络将数据传递到学生的电脑。5 .根据权利要求1所述的三轴运动实验系统，其特征在于：所述电机控制模块包括若干个接线板、保护罩、控制板、断路器、电源和总线单元，所述三轴传动机构的导线从第一滑块的侧面绕到所述第一竖板的背面然后连接所述总线单元，所述总线单元为DB50转接板。6 .根据权利要求5所述的三轴运动实验系统，其特征在于：所述指令控制模块包括第二竖板、设置在所述第二竖板上的无线收发器、置在所述第二竖板上的以太网单元和总线单元，所述无线收发器和所述以太网均连接到总线单元，所述总线单元为

7、DB50转接板，所述电机控制模块和所述指令控制模块通过总线单元彼此连接。7 .根据权利要求6所述的三轴运动实验系统，其特征在于：所述机架的上下两侧设有开口彼此相对的U形槽，所述第二竖板的上下侧从侧面插入两个U形槽之间实现第二竖板的可拆卸连接。CN 214752576 U说明书1/4页一种远程控制的三轴运动实验系统技术领域0()(川 本实用新型属于教学设备领域，特别涉及一种远程控制的三轴运动实验系统。背景技术0002 疫情时段或其他学生因故无法到校时，学生无法操作仪器无法感受设备的运动，理论授课教学容易和实际实验教学脱节，学校受限于当前的实验设备条件限制，无法让学生在家里就能完成理论课程配套的教

8、学实验。所以改造现有的常用的实验设备，以适应特殊时期的授课需求。实用新型内容0003 本实用新型的目的在于提供一种远程控制的三轴运动实验系统，集成运动机构、遥控机构和监控机构，方便学生熟悉、操作设备。0004为实现上述目的，本实用新型提供了一种远程控制的三轴运动实验系统，机架，作为支撑平台，所述机架的上侧中间位置设置有三轴传动机构，所述机架的上侧边缘位置设置有第一竖板，所述机架的下侧作为储存空间，所述机架的正面敞开，所述机架的边缘位置设置撑杆以及位于所述撑杆上的摄像头，所述摄像头朝向所述三轴传动机构实时获取画面，所述三轴传动机构包括安装板、XYZ三个方向上运动的三条导轨、三个滑块以及三个电机，

9、所述三轴传动机构最终输出运动的输出端设置夹具；电机控制模块，所述电机控制模块设置在所述第一竖板的背面，所述电机控制模块包括PLC单元和信号驱动单元，所述PLC单元和所述信号驱动单元采用模块化分离设计，所述信号驱动单元可适配不同类型的所述PLC单元，所述PLC单元用于接收用户输入的控制程序，控制三个所述电机工作；指令控制模块，所述指令控制模块设置在所述机架之内，所述指令控制模块连接所述控制模块和所述摄像头，实时接收、传输数据，以通过网络完成教学实验。100051 作为上述方案的改进，所述三轴传动机构的X方向上包括分别位于安装板左右两侧的第一滑块，两个所述第一滑块的底部通过第一连杆彼此连接，所述机

10、架的上侧设置一对导轨和一条丝杆，两条导轨和一条丝杆均穿过第一连杆，丝杆的一端钱接机架，丝杆的另一端连接第一电机，两个所述第一滑块之间设置用于保护的背板、第二滑块、一对导轨和一条丝杆，所述第一滑块上设置第二电机，两条导轨和一条丝杆均穿过第二滑块，丝杆的一端钱接第一滑块，丝杆的另一端钱接第二电机，所述第二滑块上设置第三滑块、第三电机、一对导轨和一条丝杆，两条导轨和一条丝杆均穿过第三滑块，丝杆的一端较接第二滑块，丝杆的另一端较接第三电机。0006 作为上述方案的改进，所述夹具上可拆卸地设置有画笔、激光笔或距离传感器。100071 作为上述方案的改进，当夹具上安装距离传感器时，控制模块连接距离传感器并

11、且还用于创建扫描到的三维虚拟模型，并且通过网络将数据传递到学生的电脑。10008) 作为上述方案的改进，所述电机控制模块包括若干个接线板、保护罩、控制板、断路器、电源和总线单元，所述三轴传动机构的导线从第一滑块的侧面绕到所述第一竖板的背面然后连接所述总线单元，所述总线单元为DB50转接板。0009 作为上述方案的改进，所述指令控制模块包括第二竖板、设置在所述第二竖板上的无线收发器、置在所述第二竖板上的以太网单元和总线单元，所述无线收发器和所述以太网均连接到总线单元，所述总线单元为DB50转接板，所述电机控制模块和所述指令控制模块通过总线单元彼此连接。0010 作为上述方案的改进，所述机架的上下

12、两侧设有开口彼此相对的u形槽，所述第二竖板的上下侧从侧面插入两个U形槽之间实现第二竖板的可拆卸连接。0011 本实用新型具有如下有益效果：0012机架对外敞开了电机控制模块、指令控制模块的接线端，方便老师设置不同的操作逻辑、布置不同的实验任务、方便调节调校参数，适应不同的驱动设备；电机控制模块和指令控制模块之间使用DB50转接板连接，电机控制模块和指令控制模块分别包含各种各样的单元，彼此之间不方便直接通讯反而需要中转，采用模块化设计方便更换模拟对象，比如更换电机控制模块或指令控制模块，产生更好地教学效果。0013撑杆的设计便于将摄像头布置在高处，第一竖板的设计同时将各种导线藏于背后、不遮挡摄像

13、头的视野，系统通过摄像头和网络能实时反馈操作，实现了以往网络课堂无法完成实验环节教学，让学生通过网络也能完成学中做，做中学的理论一体化教学。100141 三轴协同运动可以绘制出更加形象的图形，以及模拟更多的机床加工过程，显著提高教学质量。附图说明00图1是一种实施例下系统的正面立体图；0016图2是一种实施例下系统的背面立体图；100171图3是一种实施例下控制面板及其部件安装在机架上的剖面图。00 附图标记说明：10、机架；11、第一竖板；12、第二竖板；13、摄像头；14、无线收发器；21、第一滑块；22、第二滑块；23、第三滑块；24、夹具；25、第一电机；26、第二电机；27、第三电机

14、；30、电机控制模块；40、指令控制模块；50、车轮。具体实施方式0。19下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。0。20| 参照图1至图3,本实用新型公开了一种远程控制的三轴运动实验系统，创新点在于优化机架10、三轴传动机构和指令控制模块40。10021 机架10作为支撑平台，所述机架10的上侧中间位置设置有三轴传动机构，所述机架10的上侧边缘位置可拆卸地设置有第一竖板11,所述机架10的下侧作为储存空间，所述机架1()的正面敞开，所述机架1()的边缘设置撑杆以及位于所述撑杆顶部的摄像头13,所述摄像头13朝向所述三轴传动

15、机构实时获取画面。0022电机控制模块30设置在所述第一竖板11的背面，可随着第一竖板11的拆卸整体脱离机架10。所述电机控制模块30包括PLC单元和信号驱动单元，所述PLC单元和所述信号驱动单元采用模块化分离设计，所述信号驱动单元可适配不同类型的所述PLC单元，所述PLC单元用于接收用户输入的控制程序，控制电机工作。指令控制模块40设置在所述机架10的正面，所述指令控制模块40连接所述电机控制模块30和所述摄像头13,实时接收、传输数据，以通过网络完成教学实验。电机控制模块30包括各种各样的单元（比如伺服驱动模块、变频器、步进驱动模块，配套的电机分别为伺服电机、三相交流电机、步进电机及其编码器等），由于不同模块的内部接线插口不统一，为了模块化设计，电机控制模块30设置总线单元，并通过一端汇集内部各个单元的接线，另一端预留用于连接其他总线单元。作为优选，所述总线单元为DB50转接板。0023所述指令控制