一种机械工程教学用吹摆实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种机械工程教学用吹摆实验装置，包括底座，所述底座内设有运动控制卡、电源和上位机，所述底座的顶端开设有支撑架卡槽，且支撑架卡槽内卡接支撑架，所述三个传动齿轮与驱动齿环相啮合，且驱动齿轮的右端焊接角度传感器的输入端。通过实验装置进行吹摆实验，在进行吹摆实验时，将吹板的摆动角度通过齿轮、传动齿轮和驱动齿环放大后，使角度传感器检测吹板的摆动角度更加灵敏，避免出现吹板摆动角度过小而使角度传感器无法检测的情况，可将支撑架和伸缩架分别收回到支撑架卡槽和风扇卡槽内，然后通过把手将实验装置进行携带，方便更换教室对不同班的学生进行吹摆实验的讲解。

【技术实现步骤摘要】
一种机械工程教学用吹摆实验装置
本技术涉及实验教具
，具体为一种机械工程教学用吹摆实验装置。
技术介绍
《机械工程控制基础》是机械类的核心基础课，其理论性强、所涉及到的数学基础比较广泛、抽象概念多、学生学习起来较为枯燥。因此，迫切需要在教学过程中通过实验的方式将抽象的理论可视化，帮助学生学习基本理论、基本知识和基本技能、培养学生分析问题和解决问题的能力。目前，进行机械工程控制实验教学的系统一般有球杆系统、倒立摆系统和吹摆系统等等，就目前的吹摆实验系统而言，存在着角度传感器检测吹板摆动角度不灵敏，需要进行实验时，携带不方便等问题。为此，我们提出一种机械工程教学用吹摆实验装置。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种机械工程教学用吹摆实验装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种机械工程教学用吹摆实验装置，包括底座，所述底座内设有运动控制卡、电源和上位机，所述底座的顶端开设有支撑架卡槽，且支撑架卡槽内卡接支撑架，所述支撑架的底端焊接第一转轴，且支撑架内卡接吹板，所述吹板的左右两端焊接第二转轴，且右端的第二转轴插接齿轮，所述齿轮位于支撑架的内腔，且齿轮的外侧啮合三个传动齿轮，所述三个传动齿轮与驱动齿环相啮合，且驱动齿环的右端焊接角度传感器的输入端，所述支撑架卡槽之间位于底座的顶端开设有风扇卡槽，且风扇卡槽的两侧壁开设滑道，所述滑道内卡接伸缩支架，且伸缩支架的两端焊接第三转轴，所述伸缩支架内固定安装有风扇，所述风扇的输入端电连接运动控制卡的输出端，且角度传感器的输出端电连接运动控制卡的输入端。优选的，所述底座的右侧壁固定安装有把手。优选的，所述第一转轴和第三转轴上固定安装有限位卡块。与现有技术相比，本技术的有益效果是：一种机械工程教学用吹摆实验装置，通过实验装置进行吹摆实验，在进行吹摆实验时，将吹板的摆动角度通过齿轮、传动齿轮和驱动齿环放大后，使角度传感器检测吹板的摆动角度更加灵敏，使实验的效果更加完善，避免出现吹板的摆动角度过小而使角度传感器检测不灵敏的情况，当需要对实验装置进行携带时，可将支撑架和伸缩架分别收回到支撑架卡槽和风扇卡槽内，然后通过把手将实验装置进行携带，方便更换教室对不同班的学生进行吹摆实验的讲解。附图说明图1为本技术的立体图；图2为本技术的左视图；图3为本技术的齿轮、传动齿轮和驱动齿环的结构示意图；图4为本技术的控制流程图。图中：1、底座，2、支撑架卡槽，3、支撑架，4、第一转轴，5、吹板，6、第二转轴，7、齿轮，8、传动齿轮，9、驱动齿环，10、角度传感器，11、风扇卡槽，12、滑道，13、伸缩支架，14、第三转轴，15、风扇，16、把手。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。请参阅图1至图4，本技术提供一种技术方案：一种机械工程教学用吹摆实验装置，包括底座1，所述底座1内设有运动控制卡、电源和上位机，上位机为PC机，主要包括角度采集模块、控制模块、执行模块，运动控制卡负责上位机与底层硬件的通信，包括两个单片机，第一单片机负责采集吹板5摆动的角度值，然后将摆动的角度值传递到第二单片机，第二单片机对摆动的角度值进行判断，若是角度改变向上位机传递数据，上位机再发送指令到第二单片机，第二单片机接收到的数据赋值给PWM控制寄存器来改变PWM占空比，从而改变风扇15的转速，使吹板5的角度发生改变，所述底座1的顶端开设有支撑架卡槽2，且支撑架卡槽2内卡接支撑架3，所述支撑架3的底端焊接第一转轴4，支撑架3可以通过第一转轴4进行转动，收回到支撑架卡槽2内，且支撑架3内卡接吹板5，所述吹板5的左右两端焊接第二转轴6，且右端的第二转轴6插接齿轮7，所述齿轮7位于支撑架3的内腔，且齿轮7的外侧啮合三个传动齿轮8，所述三个传动齿轮8与驱动齿环9相啮合，且驱动齿环9的右端焊接角度传感器10的输入端，当吹板5进行摆动后，通过齿轮7、三个传动齿轮8和驱动齿环9将吹板5摆动的幅度进行放大，使角度传感器10可以更灵敏的检测吹板5的摆动角度，从而进行判断，所述支撑架卡槽2之间位于底座1的顶端开设有风扇卡槽11，且风扇卡槽11的两侧壁开设滑道12，所述滑道12内卡接伸缩支架13，且伸缩支架13的两端焊接第三转轴14，伸缩支架13可以通过第三转轴14进行转动，收回到风扇卡槽11内，所述伸缩支架13内固定安装有风扇15，可以通过滑道12调整风扇15与吹板5之间的距离，可以通过伸缩支架13调整风扇15的高度，所述风扇15的输入端电连接运动控制卡的输出端，且角度传感器10的输出端电连接运动控制卡的输入端。具体而言，所述底座1的右侧壁固定安装有把手16，方便对实验装置进行携带。具体而言，所述第一转轴4和第三转轴14上固定安装有限位卡块，通过限位卡块对第一转轴4和第三转轴14进行限位，使需要进行实验时，支撑架3和伸缩支架13可以保持竖直。工作原理：一种机械工程教学用吹摆实验装置，需要进行实验时，将支撑架2和伸缩支架13竖直后，使运动控制卡通电，风扇15开启后吹动吹板5，通过角度传感器10检测吹板5的摆动角度，齿轮7、三个传动齿轮8和驱动齿环9将吹板5摆动的幅度进行放大，使角度传感器10可以更灵敏的检测吹板5的摆动角度，完善实验效果，避免出现摆动角度过小角度传感器10检测不灵敏的情况，角度传感器10将检测到的数据传送到运动控制卡的第一单片机，第一单片机负责采集吹板5摆动的角度值，然后将摆动的角度值传递到第二单片机，第二单片机对摆动的角度值进行判断，若是角度改变向上位机传递数据，上位机再发送指令到第二单片机，第二单片机接收到的数据赋值给PWM控制寄存器来改变PWM占空比，从而改变风扇15的转速，上位机的控制程序的设计根据实验负反馈的基本原理，将采集到的吹板5的摆动数据与设定的数据相比较，求出偏差，然后将偏差输入到控制器，将计算结果输入到指令发生模块，根据计算的结果发送相应的控制指令，从而改变风扇15的转速，然后再使风扇15吹动吹板5，改变吹板5的摆动角度，形成闭环系统，当进行实验过后，需要将实验装置进行携带时，将支撑架3收回到支撑架卡槽2内，伸缩支架13收回到风扇卡槽11内，然后通过把手16将实验装置进行携带，方便更换教室对不同班的学生进行吹摆实验的讲解。对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械工程教学用吹摆实验装置，包括底座(1)，所述底座(1)内设有运动控制卡、电源和上位机，其特征在于：所述底座(1)的顶端开设有支撑架卡槽(2)，且支撑架卡槽(2)内卡接支撑架(3)，所述支撑架(3)的底端焊接第一转轴(4)，且支撑架(3)内卡接吹板(5)，所述吹板(5)的左右两端焊接第二转轴(6)，且右端的第二转轴(6)插接齿轮(7)，所述齿轮(7)位于支撑架(3)的内腔，且齿轮(7)的外侧啮合三个传动齿轮(8)，所述三个传动齿轮(8)与驱动齿环(9)相啮合，且驱动齿环(9)的右端焊接角度传感器(10)的输入端，所述支撑架卡槽(2)之间位于底座(1)的顶端开设有风扇卡槽(11)，且风扇卡槽(11)的两侧壁开设滑道(12)，所述滑道(12)内卡接伸缩支架(13)，且伸缩支架(13)的两端焊接第三转轴(14)，所述伸缩支架(13)内固定安装有风扇(15)，所述风扇(15)的输入端电连接运动控制卡的输出端，且角度传感器(10)的输出端电连接运动控制卡的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种机械工程教学用吹摆实验装置，包括底座(1)，所述底座(1)内设有运动控制卡、电源和上位机，其特征在于：所述底座(1)的顶端开设有支撑架卡槽(2)，且支撑架卡槽(2)内卡接支撑架(3)，所述支撑架(3)的底端焊接第一转轴(4)，且支撑架(3)内卡接吹板(5)，所述吹板(5)的左右两端焊接第二转轴(6)，且右端的第二转轴(6)插接齿轮(7)，所述齿轮(7)位于支撑架(3)的内腔，且齿轮(7)的外侧啮合三个传动齿轮(8)，所述三个传动齿轮(8)与驱动齿环(9)相啮合，且驱动齿环(9)的右端焊接角度传感器(10)的输入端，所述支撑架卡槽(2)之间位于底...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志强，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：新型
国别省市：河南,41