一种用于机电一体化的控制实训系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于机电一体化的控制实训系统，包括：多功能交互模块、模拟辅助模块、实训模块、电源安全管理模块和实训教学模块；多功能交互模块用于对实训人员的身份信息进行验证，对实训过程参数进行显示和对安全及故障进行预警；模拟辅助模块用于用户根据教学内容和任务信息进行机电一体化模拟控制，并对控制过程进行错误审核；实训模块用于用户根据模拟控制结果进行机电一体化实训；电源安全管理模块用于为所述实训模块提供所需电压源；实训教学模块用于教学人员进行课程设置、实训教学和实训情景匹配，并发送安全启动信号至所述电源安全管理模块，本发明专利技术可实现机电课程的教学实训一体化，使得学员快速全面的掌握机电一体化技术。体化技术。体化技术。

【技术实现步骤摘要】
一种用于机电一体化的控制实训系统


[0001]本专利技术涉及高校教学
，具体涉及到一种用于机电一体化的控制实训系统。

技术介绍

[0002]在工业生产水平的高速发展过程中，机电一体化的综合应用技术起着越来越重要的作用，机电一体化的人才需求也日益增长，如何提高高校机电类学生的综合操作水平是现阶段机电类教学的重点关注方向。机电一体化是机械和微电子技术紧密集合的一门学科，其包括机械技术、信息技术和微电子技术等多种领域技术。机电一体化系统主要由传感器、机械主体、电气信息处理部分和执行机构等部分组成，典型的机电一体化系统有数控机床、工业机器人等。
[0003]目前的机电一体实训系统多由老师讲解控制机床的工作原理及模块功能特性，实际操作熟练掌握不足，或者实训与讲解部分分离，无法很好地进行实际操作和纠错。
[0004]综上所述，如何克服上述缺陷，是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种用于机电一体化的控制实训系统，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于机电一体化的控制实训系统，包括：多功能交互模块、模拟辅助模块、实训模块、电源安全管理模块和实训教学模块；
[0007]所述多功能交互模块用于对实训人员的身份信息进行验证，对实训过程参数进行显示和对安全及故障进行预警；
[0008]所述模拟辅助模块用于用户根据教学内容和任务信息进行机电一体化模拟控制，并对控制过程进行错误审核；
[0009]所述实训模块与所述模拟辅助模块通信连接，所述实训模块用于用户根据模拟控制结果进行机电一体化实训；
[0010]所述电源安全管理模块与所述实训模块和所述实训教学模块通信连接，所述电源安全管理模块用于接收到安全启动信号后，为所述实训模块提供所需电压源；
[0011]所述实训教学模块用于教学人员进行课程设置、实训教学和实训情景匹配，并根据模拟控制的审核结果发送安全启动信号至所述电源安全管理模块。
[0012]进一步地，所述多功能交互模块包括身份识别模块、智能显示模块和预警提示模块；所述身份识别模块包括信息获取模块和角色识别模块，所述信息获取模块用于获取实训人员的身份信息，所述角色识别模块用于接收获取的身份信息，并进行信息处理得到表征角色信息的特征数据，将所述特征数据与数据库中实训人员的身份特征数据进行对比，识别实训人员的角色信息；所述智能显示模块用于显示身份识别结果、实训过程参数和模拟控制过程信息；所述预警提示模块与所述实训模块和所述电源安全管理模块相连接，所
述预警提示模块包括预警信号确认模块和指示模块，所述预警信号确认模块用于在接收到预警信号后，发送一反馈信号至对应预警源模块，接收对应预警源的二次报警信号后，将报警信号传输给所述指示模块，所述指示模块用于根据预设报警方式进行安全预警。
[0013]更进一步地，所述多功能交互模块还包括语音交互装置，所述语音交互装置包括语音获取模块和指令解析模块，所述语音获取模块获取实训人员的语音控制指令经过处理后，发送至所述指令解析模块进行解析，将解析结果发送至所述实训模块，所述语音获取模块包括激活按键、咪头、信号放大器、语音处理器和MCU控制器，所述激活按键与所述MCU控制器电连接，所述激活按键检测到按键信号后发送至所述MCU控制器，所述MCU控制器控制咪头进行语音信号拾取，拾取的语音信号通过语音处理器滤波和模数转换后，再由所述信号放大器进行放大，将发送后的数字语音信号传输至所述指令解析模块，所述指令解析模块通过语音识别装置得到语音识别的指令信息。
[0014]更进一步地，所述模拟辅助模块包括操作信息接收模块、模式选择模块和模拟控制模块；所述操作信息接收模块用于实训人员接收教学内容和模拟任务信息，以及实训人员的操作指令信息；所述模式选择模块与所述操作信息接收模块相连接，所述模式选择模块用于实训人员从三维模型数据库中选择各物料供应、加工和输送的机械组件模型和电气控制装置模型，并进行组件安装与调整；所述模拟控制模块用于根据实训人员的操作指令信息、选择的各物料供应、加工和输送的机械组件模型和电气控制信息来模拟自动化生产加工过程，并通过所述智能显示模块进行机电一体化模拟控制显示。
[0015]更进一步地，所述模拟辅助模块还包括自动化审核模块，所述自动化审核模块包括组装结构审核模块和电气控制信息审核模块，所述组装结构审核模块用于将实训人员安装完成的机械组件结构与模拟任务信息中的组装连接结构进行比较，若比较结果一致则确认组装正确，将组装正确的信号传递给所述电气控制信息审核模块，所述电气控制信息审核模块用于对实训人员输入的电气控制指令进行编译和判断，基于判断结果输出自动化审核信息。
[0016]进一步地，所述实训模块包括分布式实训单元和工业网络通信单元；所述分布式实训单元包括用于进行物料供应、加工和输送的机械组件和用于进行柔性制造控制的PLC控制模块，所述PLC控制模块包括传感器检测模块、电机驱动模块和可编程控制模块，所述传感器检测模块用于采集实训过程中可编程控制参数和电机驱动参数信息，并将检测到的参数信息传递给所述可编程控制模块，所述可编程控制模块用于根据模拟控制结果判断实训人员在进行机械系统安装与调试、组件安装与调整是否正确，并根据传感器检测到的可编程控制参数控制所述电机驱动模块进行运转，所述可编程控制模块接收上料控制信号后,发送信号给所述电机驱动模块，所述电机驱动模块控制直流电机和伺服电机驱动齿轮齿条转向铣床方向,实现加工和运输控制,并基于模拟控制结果采用顺序控制法明确地标出各个控制程序的信号流向；所述工业网络通信单元与所述分布式实训单元相连接，所述工业网络通信单元用于构建实训控制网络。
[0017]更进一步地，所述电源安全管理模块包括信号确认模块和安全供电模块；所述信号确认模块用于接收所述实训教学模块发送的安全启动信号，当接收到安全启动信号后，所述安全供电模块则激活电气供电电路为所述实训模块提供所需电压源，所述安全供电模块包括若干个电气控制柜、多个继电器和交流接触器，所述交流接触器设置在所述若干个
电气控制柜与市电接触端的电气回路上，所述多个继电器设置在所述若干个电气控制柜与实训模块接触端的电气回路上。
[0018]进一步地，所述实训教学模块包括课程管理模块、实训教学模块、情景角色分配模块和审核确认模块；所述课程管理模块用于教学人员上传课程资料，进行排课安排和对实训人员的课程得分进行统计管理；所述实训教学模块与所述课程管理模块相连接，所述实训教学模块用于辅助教学人员进行实训教学，所述实训教学模块包括学员终端模块、教师终端模块和考核管理模块，所述学员终端模块包括学习终端和第一语音交互设备，所述学习终端和所述第一语音交互设备电连接，所述教师终端模块包括教师终端和第二语音交互设备，所述教师终端和所述第二语音交互设备电连接，所述学习终端和所述教师终端通过无线网络通信连接，教学人员通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于机电一体化的控制实训系统，其特征在于，包括：多功能交互模块、模拟辅助模块、实训模块、电源安全管理模块和实训教学模块；所述多功能交互模块用于对实训人员的身份信息进行验证，对实训过程参数进行显示和对安全及故障进行预警；所述模拟辅助模块用于用户根据教学内容和任务信息进行机电一体化模拟控制，并对控制过程进行错误审核；所述实训模块与所述模拟辅助模块通信连接，所述实训模块用于用户根据模拟控制结果进行机电一体化实训；所述电源安全管理模块与所述实训模块和所述实训教学模块通信连接，所述电源安全管理模块用于接收到安全启动信号后，为所述实训模块提供所需电压源；所述实训教学模块用于教学人员进行课程设置、实训教学和实训情景匹配，并根据模拟控制的审核结果发送安全启动信号至所述电源安全管理模块。2.如权利要求1所述的用于机电一体化的控制实训系统，其特征在于，所述多功能交互模块包括身份识别模块、智能显示模块和预警提示模块；所述身份识别模块包括信息获取模块和角色识别模块，所述信息获取模块用于获取实训人员的身份信息，所述角色识别模块用于接收获取的身份信息，并进行信息处理得到表征角色信息的特征数据，将所述特征数据与数据库中实训人员的身份特征数据进行对比，识别实训人员的角色信息；所述智能显示模块用于显示身份识别结果、实训过程参数和模拟控制过程信息；所述预警提示模块与所述实训模块和所述电源安全管理模块相连接，所述预警提示模块包括预警信号确认模块和指示模块，所述预警信号确认模块用于在接收到预警信号后，发送一反馈信号至对应预警源模块，接收对应预警源的二次报警信号后，将报警信号传输给所述指示模块，所述指示模块用于根据预设报警方式进行安全预警。3.如权利要求2所述的用于机电一体化的控制实训系统，其特征在于，所述多功能交互模块还包括语音交互装置，所述语音交互装置包括语音获取模块和指令解析模块，所述语音获取模块获取实训人员的语音控制指令经过处理后，发送至所述指令解析模块进行解析，将解析结果发送至所述实训模块，所述语音获取模块包括激活按键、咪头、信号放大器、语音处理器和MCU控制器，所述激活按键与所述MCU控制器电连接，所述激活按键检测到按键信号后发送至所述MCU控制器，所述MCU控制器控制咪头进行语音信号拾取，拾取的语音信号通过语音处理器滤波和模数转换后，再由所述信号放大器进行放大，将发送后的数字语音信号传输至所述指令解析模块，所述指令解析模块通过语音识别装置得到语音识别的指令信息。4.如权利要求3所述的用于机电一体化的控制实训系统，其特征在于，所述模拟辅助模块包括操作信息接收模块、模式选择模块和模拟控制模块；所述操作信息接收模块用于实训人员接收教学内容和模拟任务信息，以及实训人员的操作指令信息；所述模式选择模块与所述操作信息接收模块相连接，所述模式选择模块用于实训人员从三维模型数据库中选择各物料供应、加工和输送的机械组件模型和电气控制装置模型，并进行组件安装与调整；所述模拟控制模块用于根据实训人员的操作指令信息、选择的各物料供应、加工和输送的机械组件模型和电气控制信息来模拟自动化生产加工过程，并通过所述智能显示模块进行机电一体化模拟控制显示。
5.如权利要求4所述的用于机电一体化的控制实训系...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑璋，汪滨芳，陈继财，陈继权，陈凯，
申请(专利权)人：亚龙智能装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：