一种机电一体化实验平台及实验方法技术

本发明专利技术公开一种机电一体化实验平台，包括实验平台本体，所述实验平台本体上表面分别设有行架运输组件、传送带组件、电机测试组件和电源电控组件，所述传送带组件设置于行架运输组件下方，所述行架运输组件上设有执行器，所述行架运输组件、传送带组件、电机测试组件和执行器分别与电源电控组件电气连接。本发明专利技术解决现有实验平台中电机种类不全、测试方式不全、无实际应用场景、交互能力差等问题。交互能力差等问题。交互能力差等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种机电一体化实验平台及实验方法


[0001]本专利技术属于机电一体化实验领域，具体涉及一种机电一体化实验平台及实验方法。

技术介绍

[0002]为了适用机电实验教学的需要，可进行综合性实验的机电控制实验平台的需求日益剧增。目前，大多数的机电控制实验平台的实验种类单一，不能通过一台实验设备进行多种类的实验，现有的实验平台中涉及电机种类少、测试方式不全、无实际应用场景等问题。
[0003]为了让学生在实验过程中更能了解电器元件在实际工厂环境中的应用和功能，一台综合性的、多功能的、多模块的机电一体化实验平台更能满足教学需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种机电一体化实验平台及实验方法，解决现有实验平台中电机种类不全、测试方式不全、无实际应用场景、交互能力差等问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：一种机电一体化实验平台，包括实验平台本体，所述实验平台本体上表面分别设有行架运输组件、传送带组件、电机测试组件和电源电控组件，所述传送带组件设置于行架运输组件下方，所述行架运输组件上设有执行器，所述行架运输组件、传送带组件、电机测试组件和执行器分别与电源电控组件电气连接。
[0006]其中一个实施例中，所述行架运输组件包括支撑架和设置于支撑架上的数个沿不同方向位移且相互连接的直线模组，数个所述直线模组包括但不限于沿Y轴方向位移的第一直线模组、沿X轴方向位移的第二直线模组和沿Z轴方向位移的第三直线模组中的至少其中一种，所述执行器与其中一直线模组连接且随直线模组位移，所述支撑架侧面设有摄像组件，所述支撑架下方设有置物仓。
[0007]其中一个实施例中，数个所述直线模组均包括丝杠、滑轨、与丝杠连接且驱动丝杠转动的旋转驱动电机和设置于丝杠上的导轨滑块，所述滑轨两端均设有限位开关，所述导轨滑块与滑轨连接且随丝杠转动而沿滑轨位移，所述导轨滑块与其余所述直线模组或执行器连接。
[0008]其中一个实施例中，所述传送带组件包括传送带、设置于传送带两端且带动传送带运行的滚筒和与滚筒连接且驱动滚筒运行的传送驱动电机，所述传送带侧面设有置物平台，所述传送带下方设有编码器。
[0009]其中一个实施例中，所述电机测试组件包括扭矩传感器，所述扭矩传感器两端分别通过联轴器连接有待测电机和负载装置。
[0010]其中一个实施例中，所述电源电控组件包括供电组件、传送驱动电机驱动器、负载驱动器、变频器、PLC、旋转驱动电机驱动器、上位机和按钮，所述PLC分别与供电组件、传送驱动电机驱动器、负载驱动器、变频器、旋转驱动电机驱动器、上位机和按钮电气连接，所述
旋转驱动电机驱动器、传送驱动电机驱动器、负载驱动器和变频器分别与旋转驱动电机、传送驱动电机、负载装置和待测电机电气连接，所述执行器、摄像组件、限位开关和编码器均与PLC连接，所述扭矩传感器与上位机电气连接。
[0011]其中一个实施例中，所述PLC通过继电器与分别与传送驱动电机驱动器、负载驱动器、变频器、旋转驱动电机驱动器、上位机、执行器、摄像模组、限位开关和编码器电气连接。
[0012]其中一个实施例中，所述供电组件包括24V端子、220V端子、空开电源、熔断器和交流接触器，所述24V端子和220V端子均与空开电源电气连接，所述空开电源、熔断器和交流接触器依次电气连接，所述交流接触器与PLC电气连接，所述24V端子的输入端上电气连接有24V电源。
[0013]其中一个实施例中，所述执行器为开合夹具、吸附夹具或旋转开合夹具中的一种或数种。
[0014]本专利技术还公开了一种机电一体化实验平台的实验方法，包括以下步骤：
[0015]步骤10、连接机电一体化实验平台各部件，如进行旋转驱动电机控制试验，进入步骤20，如进行行架货物堆放实验，进入步骤40，如进行行架货物分拣实验，进入步骤70，如进行负载装置控制实验，进入步骤100，如进行待测电机控制实验，进入步骤120，如进行待测电机与负载装置对拖实验，进入步骤140；
[0016]步骤20、PLC通过旋转驱动电机驱动器控制旋转驱动电机运行，进入步骤30；
[0017]步骤30、限位开关实时获取旋转驱动电机运行数据并输出至PLC，PLC将接收到的运行数据输出至上位机并通过上位机显示；
[0018]步骤40、将实验所需的货物放置于传送带上，根据需求选择直线模组并将选择的直线模组相互连接，将执行器设置于其中一直线模组上，PLC通过传送驱动电机驱动器控制传送驱动电机运行，传送驱动电机通过滚筒带动传送带运行，进入步骤50；
[0019]步骤50、摄像组件持续获取传送带上的影像数据并将获取的影像数据输出至PLC，PLC根据获取的影像数据通过旋转驱动电机驱动器控制旋转驱动电机运行，数个相互连接的直线模组带动执行器位移至货物上方，PLC控制执行器打开并抓取货物，进入步骤60；
[0020]步骤60、PLC通过旋转驱动电机驱动器控制旋转驱动电机运行，数个相互连接的直线模组带动执行器位移至置物平台上方，PLC控制执行器打开，将货物放置于置物平台上；
[0021]步骤70、将实验所需的货物放置于传送带上，根据需求选择直线模组并将选择的直线模组相互连接，将执行器设置于其中一直线模组上，PLC通过传送驱动电机驱动器控制传送驱动电机运行，传送驱动电机通过滚筒带动传送带运行，进入步骤80；
[0022]步骤80、摄像组件持续获取传送带上的影像数据并将获取的影像数据输出至PLC，PLC根据获取的影像数据通过旋转驱动电机驱动器控制旋转驱动电机运行，数个相互连接的直线模组带动执行器位移至货物上方，PLC控制执行器打开并抓取货物，进入步骤90；
[0023]步骤90、PLC通过旋转驱动电机驱动器控制旋转驱动电机运行，数个相互连接的直线模组带动执行器位移至与置物仓对应的位置，PLC控制执行器旋转和打开，将货物放置于置物仓内；
[0024]步骤100、PLC通过负载驱动器控制负载装置运行，进入步骤100；
[0025]步骤110、扭矩传感器实时获取负载装置运行数据，输出至上位机并通过上位机显示；
[0026]步骤120、PLC通过变频器控制待测电机运行，进入步骤130；
[0027]步骤130、扭矩传感器实时获取待测电机运行数据，输出至上位机并通过上位机显示；
[0028]步骤140、PLC分别通过负载驱动器和变频器控制负载装置和待测电机运行，负载装置运行过程中，PLC通过负载驱动器调节负载装置转矩，进入步骤150；
[0029]步骤150、扭矩传感器实时获取待测电机运行数据，输出至上位机并通过上位机显示。
[0030]本专利技术的有益效果在于：
[0031]1、多模块化的设计，能进行更多的电机控制实验；
[0032]2、实验平台集成了多种功能，既节约了空间，又满足了多功能的需求；
[0033]3、能够模拟工厂中的电器元件应用环境本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机电一体化实验平台，包括实验平台本体，其特征在于，所述实验平台本体上表面分别设有行架运输组件、传送带组件、电机测试组件和电源电控组件，所述传送带组件设置于行架运输组件下方，所述行架运输组件上设有执行器，所述行架运输组件、传送带组件、电机测试组件和执行器分别与电源电控组件电气连接。2.根据权利要求1所述的一种机电一体化实验平台，其特征在于，所述行架运输组件包括支撑架和设置于支撑架上的数个沿不同方向位移且相互连接的直线模组，数个所述直线模组包括但不限于沿Y轴方向位移的第一直线模组、沿X轴方向位移的第二直线模组和沿Z轴方向位移的第三直线模组中的至少其中一种，所述执行器与其中一直线模组连接且随直线模组位移，所述支撑架侧面设有摄像组件，所述支撑架下方设有置物仓。3.根据权利要求2所述的一种机电一体化实验平台，其特征在于，数个所述直线模组均包括丝杠、滑轨、与丝杠连接且驱动丝杠转动的旋转驱动电机和设置于丝杠上的导轨滑块，所述滑轨两端均设有限位开关，所述导轨滑块与滑轨连接且随丝杠转动而沿滑轨位移，所述导轨滑块与其余所述直线模组或执行器连接。4.根据权利要求1、2或3所述的一种机电一体化实验平台，其特征在于，所述传送带组件包括传送带、设置于传送带两端且带动传送带运行的滚筒和与滚筒连接且驱动滚筒运行的传送驱动电机，所述传送带侧面设有置物平台，所述传送带下方设有编码器。5.根据权利要求4所述的一种机电一体化实验平台，其特征在于，所述电机测试组件包括扭矩传感器，所述扭矩传感器两端分别通过联轴器连接有待测电机和负载装置。6.根据权利要求5所述的一种机电一体化实验平台，其特征在于，所述电源电控组件包括供电组件、传送驱动电机驱动器、负载驱动器、变频器、PLC、旋转驱动电机驱动器、上位机和按钮，所述PLC分别与供电组件、传送驱动电机驱动器、负载驱动器、变频器、旋转驱动电机驱动器、上位机和按钮电气连接，所述旋转驱动电机驱动器、传送驱动电机驱动器、负载驱动器和变频器分别与旋转驱动电机、传送驱动电机、负载装置和待测电机电气连接，所述执行器、摄像组件、限位开关和编码器均与PLC连接，所述扭矩传感器与上位机电气连接。7.根据权利要求6所述的一种机电一体化实验平台，其特征在于，所述PLC通过继电器与分别与传送驱动电机驱动器、负载驱动器、变频器、旋转驱动电机驱动器、上位机、执行器、摄像模组、限位开关和编码器电气连接。8.根据权利要求6或7所述的一种机电一体化实验平台，其特征在于，所述供电组件包括24V端子、220V端子、空开电源、熔断器和交流接触器，所述24V端子和220V端子均与空开电源电气连接，所述空开电源、熔断器和交流接触器依次电气连接，所述交流接触器与PLC电气连接，所述24V端子的输入端上电气连接有24V电源。9.根据权利要求8所述的一种机电一体化实验平台，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑亮，陈海川，曾潇，邱晓初，李骏瑞，查先磊，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：