一种风力画圆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风力画圆实验装置，包括安装架和画圆装置，所述安装架的顶部设有控制箱(1)，画圆装置通过万向联轴器(2)设在控制箱(1)的下方，固定盘(5)的底部中心处设有距离传感器(51)，连杆(3)的顶部与万向联轴器(2)连接，连杆(3)的底部与固定盘(5)的顶部中心处相连，所述推动机构(4)对称安装在固定盘(5)上，控制箱(1)上设有显示屏(11)，控制箱(1)内设有控制模块(12)。学生通过对控制器内的控制软件进行编程，可使画圆装置按特定的轨迹运动，从而锻炼学生的编程能力，加深对计算机原理的理解，设备具有可靠性强、能耗低、性能稳定和坚固耐用等优点。

An Experimental Device for Wind Drawing Circle

【技术实现步骤摘要】
一种风力画圆实验装置
本技术属于实验设备
，具体地说，涉及一种风力画圆实验装置。
技术介绍
控制器对控制对象的控制过程由通用计算机编程语言C描述实现。控制器处在一个状态，即一个计算步骤，向数据处理器发出命令信号，命令数据处理器完成相应的操作，并根据数据处理器返回的状态变量，决定控制器的下一个状态，即下一个计算步骤。既然控制器的工作可用C语言表示，那么控制器的状态转换表的内容应与语言的内容相一致。程序中的语句应适应控制器的状态。语句既包含控制器发出的命令信号，又包含根据状态变量决定的次态信息。通过对硬件编程语言的学习和运用，既可以锻炼学生的编程能力，也可加深对计算、检验步骤的理解。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种风力画圆实验装置，为学生提供一个简易的编程实践载体，锻炼学生的编程能力，加深对计算机原理的理解。为了达到上述目的，本技术采用的解决方案是：一种风力画圆实验装置，包括安装架和画圆装置，所述安装架的顶部设有控制箱，画圆装置通过万向联轴器设在控制箱的下方，所述画圆装置包括连杆、四个推动机构和固定盘，所述固定盘为对称结构，固定盘的底部中心处设有距离传感器，连杆的顶部与万向联轴器连接，连杆的底部与固定盘的顶部中心处相连，所述推动机构对称安装在固定盘上，推动机构包括电动机和固定在电动机转动轴上的旋翼；所述控制箱上设有显示屏，控制箱内设有控制模块，所述距离传感器的信号输出端和所述USB输入接口的信号输出端均与控制模块的信号输入端连接，显示屏的信号输入端和推动机构驱动电路的信号输入端均与控制模块的信号输出端连接。进一步地，所述万向联轴器包括主动叉形接头、被动叉形接头和十字销，所述主动叉形接头的上部通过十字销与被动叉形接头连接，主动叉形接头的底部与连杆相连。进一步地，所述安装架的下部设有测距平板。进一步地，所述显示屏设在控制箱的顶部。进一步地，所述四个推动机构设在正方形的四个角上。进一步地，所述连杆和固定盘的材质均为碳纤维。进一步地，所述安装架包括四根支撑柱，所述支撑柱的横截面为L形，支撑柱的内侧壁设有缓冲机构，所述缓冲机构用于减小画圆装置与支撑柱碰撞时的相互作用力。进一步地，所述缓冲机构的横截面为四分之一圆形，缓冲机构包括橡胶缓冲层和海绵缓冲层，所述橡胶缓冲层包覆于海绵缓冲层与支撑柱之间。本技术的有益效果是：(1)控制器控制推动机构驱动电路，学生通过对控制器内的控制软件进行编程，可使画圆装置按特定的轨迹运动，从而锻炼学生的编程能力，加深对计算机原理的理解；(2)支撑柱的内侧壁设有缓冲机构，所述缓冲机构用于减小画圆装置与支撑柱碰撞时的相互作用力，防止画圆装置因碰撞而损坏，设备可靠性强；(3)缓冲机构包括两层缓冲材料，海绵缓冲层可以在碰撞过程中吸收大量的能量，橡胶缓冲层在缓冲的同时防止缓冲机构被过度挤压，导致画圆装置与支撑柱发生硬性碰撞；(4)画圆装置通过万向联轴器设在控制箱的下方，画圆装置可在水平方向上转动的同时不会饶连杆自旋；(5)在安装架的下部设有测距平板，使距离传感器测得的数据更加准确和稳定；(6)连杆和固定盘的材质均为碳纤维，结构坚固的同时重量轻，设备运行时能耗低。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术万向联轴器的结构示意图；图3为本技术支撑柱和缓冲机构的剖视图；图4为本技术各部件的连接关系示意框图；附图中：1-控制箱，11-显示屏，12-控制模块，13-USB输入接口，2-万箱联轴器，21-主动叉形接头，22-被动叉形接头，23-十字销，3-连杆，4-推动机构，41-推动机构驱动电路，5-固定盘，51-距离传感器，6-测距平板，7-支撑柱，8-缓冲机构，81-橡胶缓冲层，82-海绵缓冲层。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步描述：本技术提供一种风力画圆实验装置，如图1所示，包括安装架和画圆装置，所述安装架的下部设有测距平板6，安装架的顶部设有控制箱1，画圆装置通过万向联轴器2设在控制箱1的下方，所述画圆装置包括连杆3、四个推动机构4和固定盘5，所述连杆3和固定盘5的材质均为碳纤维，固定盘5为对称结构，固定盘5的底部中心处设有距离传感器51，连杆3的顶部与万向联轴器2连接，连杆3的底部与固定盘5的顶部中心处相连，所述四个推动机构4设在正方形的四个角上，推动机构4包括电动机和固定在电动机转动轴上的旋翼。如图4所示，所述控制箱1的顶部设有显示屏11，控制箱1内设有控制模块12，所述距离传感器51的信号输出端和所述USB输入接口13的信号输出端均与控制模块12的信号输入端连接，显示屏11的信号输入端和推动机构驱动电路41的信号输入端均与控制模块12的信号输出端连接，画圆装置的运动轨迹通过距离传感器51测得的数据实时显示在显示屏11上。如图2所示，所述万向联轴器2包括主动叉形接头21、被动叉形接头22和十字销23，所述主动叉形接头21的上部通过十字销23与被动叉形接头22连接，主动叉形接头21的底部与连杆3相连，画圆装置可在水平方向上转动的同时不会饶连杆3自旋。所述安装架包括四根支撑柱7，所述支撑柱7的横截面为L形，支撑柱7的内侧壁设有缓冲机构8，所述缓冲机构8用于减小画圆装置与支撑柱7碰撞时的相互作用力。如图3所示，所述缓冲机构8的横截面为四分之一圆形，缓冲机构8包括橡胶缓冲层81和海绵缓冲层82，所述橡胶缓冲层81包覆于海绵缓冲层82与支撑柱7之间。海绵缓冲层82可以在碰撞过程中吸收大量的能量，橡胶缓冲层81在缓冲的同时防止缓冲机构8被过度挤压，导致画圆装置与支撑柱7发生硬性碰撞。在本技术中，推动机构4的旋翼转动产生推力，四个推动机构4的推力通过矢量合成使固定盘5按特定路径运动。实验时，学生需要先将自己设计的控制程序通过USB输入接口13导入控制模块12内，控制模块12运行程序控制推动机构驱动电路41进而控制四个电动机转速大小，最终控制推动机构4所提供的推力，上述控制模块12可以采用MCU等设备实现。通过画圆装置的运动轨迹检验程序的运行情况，为学生提供及时反馈，辅助锻炼学生编程能力。以上所述实施例仅表达了本技术的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力画圆实验装置，其特征是：包括安装架和画圆装置，所述安装架的顶部设有控制箱(1)，画圆装置通过万向联轴器(2)设在控制箱(1)的下方，所述画圆装置包括连杆(3)、四个推动机构(4)和固定盘(5)，所述固定盘(5)为对称结构，固定盘(5)的底部中心处设有距离传感器(51)，连杆(3)的顶部与万向联轴器(2)连接，连杆(3)的底部与固定盘(5)的顶部中心处相连，所述推动机构(4)对称安装在固定盘(5)上，推动机构(4)包括电动机和固定在电动机转动轴上的旋翼；所述控制箱(1)上设有显示屏(11)和USB输入接口(13)，控制箱(1)内设有控制模块(12)，所述距离传感器(51)的信号输出端和所述USB输入接口(13)的信号输出端均与控制模块(12)的信号输入端连接，所述显示屏(11)的信号输入端和推动机构驱动电路(41)的信号输入端均与控制模块(12)的信号输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种风力画圆实验装置，其特征是：包括安装架和画圆装置，所述安装架的顶部设有控制箱(1)，画圆装置通过万向联轴器(2)设在控制箱(1)的下方，所述画圆装置包括连杆(3)、四个推动机构(4)和固定盘(5)，所述固定盘(5)为对称结构，固定盘(5)的底部中心处设有距离传感器(51)，连杆(3)的顶部与万向联轴器(2)连接，连杆(3)的底部与固定盘(5)的顶部中心处相连，所述推动机构(4)对称安装在固定盘(5)上，推动机构(4)包括电动机和固定在电动机转动轴上的旋翼；所述控制箱(1)上设有显示屏(11)和USB输入接口(13)，控制箱(1)内设有控制模块(12)，所述距离传感器(51)的信号输出端和所述USB输入接口(13)的信号输出端均与控制模块(12)的信号输入端连接，所述显示屏(11)的信号输入端和推动机构驱动电路(41)的信号输入端均与控制模块(12)的信号输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种风力画圆实验装置，其特征是：所述万向联轴器(2)包括主动叉形接头(21)、被动叉形接头(22)和十字销(23)，所述主动叉形接头(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超洋，周启忠，
申请(专利权)人：宜宾学院，
类型：新型
国别省市：四川,51