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专利名称：一种电气实训控制机构及电气教学实训平台

专利类型：发明专利

专利申请号：CN201811589181.0

专利申请（专利权）人：邯郸高玛机器人开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：河北省邯郸市经济开发区世纪大街28号枫丹白露9号楼1单元101号01室

专利发明（设计）人：吴加富,郑永俊,孙青海

专利摘要：本发明提供一种电气实训控制机构，包括实训控制单元，实训控制单元包括摆臂机构、三轴拾取机构；摆臂机构上开有放置工件的凹槽，三轴拾取机构上设有拾取工件的装置；通过电气设备连接实训控制单元，电气设备控制摆臂机构往复运动，同时控制三轴拾取机构运动，以使得工件在摆臂机构的凹槽与三轴拾取机构的拾取工件的装置间循环传递。本发明还涉及一种电气教学实训平台。本发明采用循环传递的方式，实现电气实训教学，为达到各步骤相互配合相互协同的效果，学生可自行设计实现方式。本发明构思巧妙，设计合理，充分调动学生动手能力，便于电气教学实训推广应用。

主权利要求：
1.一种电气实训控制机构，其特征在于：包括实训控制单元(60)，所述实训控制单元(60)包括摆臂机构、三轴拾取机构(65)；所述摆臂机构上开有放置工件的凹槽，所述三轴拾取机构(65)上设有拾取工件的装置；通过电气设备连接实训控制单元(60)，电气设备控制所述摆臂机构往复运动，同时控制所述三轴拾取机构(65)运动，以使得工件在所述摆臂机构的凹槽与所述三轴拾取机构(65)的拾取工件的装置间循环传递；
所述摆臂机构包括旋转驱动装置(61)、摆臂(62)、接近传感装置(63)以及接触传感装置(64)；所述摆臂(62)上表面设有放置工件的凹槽，所述接近传感装置(63)包括红外传感器、光电传感器，所述接触传感装置(64)包括压力传感器、接触开关；
所述三轴拾取机构(65)包括拾取装置(651)、拾取驱动装置(653)、第一方向驱动装置(654)、第二方向驱动装置(655)；所述拾取驱动装置(653)与所述拾取装置(651)固定连接；
所述第一方向驱动装置(654)的驱动端与所述拾取驱动装置(653)固定连接；所述第二方向驱动装置(655)的驱动端与所述第一方向驱动装置(654)固定连接；所述拾取驱动装置(653)、所述第一方向驱动装置(654)、所述第二方向驱动装置(655)都设有一驱动控制装置(659)；通过所述驱动控制装置(659)，所述拾取驱动装置(653)、所述第一方向驱动装置(654)、所述第二方向驱动装置(655)分别各自与电气设备连接；电气设备控制所述第二方向驱动装置(655)驱动所述第一方向驱动装置(654)沿一方向往复运动，控制所述第一方向驱动装置(654)驱动所述拾取驱动装置(653)沿一方向往复运动，控制所述拾取驱动装置(653)驱动所述拾取装置(651)拾取工件。
2.如权利要求1所述的一种电气实训控制机构，其特征在于：所述拾取装置(651)为吸盘或夹爪。
3.如权利要求1所述的一种电气实训控制机构，其特征在于：所述拾取驱动装置(653)、所述第一方向驱动装置(654)、所述第二方向驱动装置(655)为气缸或直线电机或导轨电机。
4.如权利要求3所述的一种电气实训控制机构，其特征在于：所述三轴拾取机构(65)还包括行程控制装置(658)；所述行程控制装置(658)设置在所述拾取驱动装置(653)、所述第一方向驱动装置(654)、所述第二方向驱动装置(655)的运动轨迹上，用于控制行程。
5.一种电气教学实训平台，包括电气教学实训本体(100)；其特征在于：所述电气教学实训本体(100)包括外壳(10)、操作台(20)、电气载台(30)；所述外壳(10)用于包裹电气教学实训本体(100)基架并形成一整体；所述操作台(20)上固定安装有如权利要求1所述的实训控制单元(60)；所述电气载台(30)用于固定安装电气设备；通过电气设备连接实训控制单元(60)，并控制实训控制单元(60)执行指令。
6.如权利要求5所述的一种电气教学实训平台，其特征在于：所述操作台(20)上配置有工作指示灯(21)、控制按钮(22)；所述工作指示灯(21)指示所述控制按钮(22)工作情况；所述控制按钮(22)包括点动控制按钮、联动控制按钮；所述点动控制按钮用于控制实训控制单元(60)按顺序执行一次指令；所述联动控制按钮用于控制实训控制单元(60)按顺序连续执行指令。 说明书 : 一种电气实训控制机构及电气教学实训平台技术领域[0001] 本发明属于实训教学领域，具体涉及一种电气实训控制机构及电气教学实训平台。背景技术[0002] 随着工业的发展的深度以及工业智能水平的提高，工业电气化程序越来越高，面向电气实训教育也变得越来越重要，电气教学实训平台也应运而生，电气教学实训平台具有很好的演示教学效果。[0003] 但是，现有的电气实训通常仅仅提供电气教学演示作用，很大程度上不能提供给学生一个很好的动手的条件，对于电气教学而言，如何培训出合格的电气人员也是国家发展技能人才的关键，目前的电气实训平台多为功能单一的培训，或仅仅将功能罗列，没有有效形成培训体系。[0004] 对此，急需对现有的电气实训平台进行改进。发明内容[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明提出的一种电气实训控制机构及电气教学实训平台，采用循环传递的方式，实现电气实训教学，为达到各步骤相互配合相互协同的效果，学生可自行设计实现方式。[0006] 本发明提供一种电气实训控制机构，包括实训控制单元，所述实训控制单元包括摆臂机构、三轴拾取机构；所述摆臂机构上开有放置工件的凹槽，所述三轴拾取机构上设有拾取工件的装置；通过电气设备连接实训控制单元，电气设备控制所述摆臂机构往复运动，同时控制所述三轴拾取机构运动，以使得工件在所述摆臂机构的凹槽与所述三轴拾取机构的拾取工件的装置间循环传递。[0007] 优选地，所述摆臂机构包括旋转驱动装置、摆臂；所述摆臂上表面设有放置工件的凹槽。[0008] 优选地，所述摆臂机构还包括接近传感装置；所述接近传感器包括红外传感器、光电传感器。[0009] 优选地，所述摆臂机构还包括接触传感装置；所述接触传感装置包括压力传感器、接触开关。[0010] 优选地，所述三轴拾取机构包括拾取装置、拾取驱动装置、第一方向驱动装置、第二方向驱动装置；所述拾取驱动装置与所述拾取装置固定连接；所述第一方向驱动装置的驱动端与所述拾取驱动装置固定连接；所述第二方向驱动装置的驱动端与所述第一方向驱动装置固定连接；所述拾取驱动装置、所述第一方向驱动装置、所述第二方向驱动装置都设有一驱动控制装置；通过所述驱动控制装置，所述拾取驱动装置、所述第一方向驱动装置、所述第二方向驱动装置分别各自与电气设备连接；电气设备控制所述第二方向驱动装置驱动所述第一方向驱动装置沿一方向往复运动，控制所述第一方向驱动装置驱动所述拾取驱动装置沿一方向往复运动，控制所述拾取驱动装置驱动所述拾取装置拾取工件。[0011] 优选地，所述拾取装置为吸盘或夹爪。[0012] 优选地，所述拾取驱动装置、所述第一方向驱动装置、所述第二方向驱动装置为气缸或直线电机或导轨电机。[0013] 优选地，所述三轴拾取机构还包括行程控制装置；所述行程控制装置设置在所述拾取驱动装置、所述第一方向驱动装置、所述第二方向驱动装置的运动轨迹上，用于控制行程。[0014] 一种电气教学实训平台，包括电气教学实训本体；所述电气教学实训本体包括外壳、操作台、电气载台；所述外壳用于包裹电气教学实训本体基架并形成一整体；所述操作台上固定安装有如权利要求1所述的实训控制单元；所述电气载台用于固定安装电气设备；通过电气设备连接实训控制单元，并控制实训控制单元执行指令。[0015] 优选地，所述操作台上配置有工作指示灯、控制按钮；所述工作指示灯指示所述控制按钮工作情况；所述控制按钮包括点动控制按钮、联动控制按钮；所述点动控制按钮用于控制实训控制单元按顺序执行一次指令；所述联动控制按钮用于控制实训控制单元按顺序连续执行指令。[0016] 相比现有技术，本发明的有益效果在于：[0017] 本发明提供一种电气实训控制机构，包括实训控制单元，实训控制单元包括摆臂机构、三轴拾取机构；摆臂机构上开有放置工件的凹槽，三轴拾取机构上设有拾取工件的装置；通过电气设备连接实训控制单元，电气设备控制摆臂机构往复运动，同时控制三轴拾取机构运动，以使得工件在摆臂机构的凹槽与三轴拾取机构的拾取工件的装置间循环传递。本发明还涉及一种电气教学实训平台。本发明采用循环传递的方式，实现电气实训教学，为达到各步骤相互配合相互协同的效果，学生可自行设计实现方式。本发明构思巧妙，设计合理，充分调动学生动手能力，便于电气教学实训推广应用。[0018] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明[0019] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：[0020] 图1为本发明的一种电气教学实训平台整体结构示意图；[0021] 图2为本发明的一种电气教学实训平台背部结构示意图；[0022] 图3为本发明的一种电气教学实训平台侧视图；[0023] 图4为本发明的一种电气教学实训平台局部结构示意图；[0024] 图5为本发明的电气载台局部结构示意图；[0025] 图6为本发明的线槽局部结构示意图；[0026] 图7为本发明的实训控制单元整体结构示意图一；[0027] 图8为本发明的三轴拾取机构整体结构示意图；[0028] 图9为本发明的实训控制单元整体结构示意图二；[0029] 图10为本发明的实训控制单元整体结构示意图三。[0030] 图中所示：[0031] 电气教学实训本体100、外壳10、下门板11、上门板12、操作台20、工作指示灯21、控制按钮22、存料盒23、电气载台30、过线孔31、固定孔32、横向固定孔33、第一区域40、电磁阀41、气源处理组件42、真空发生器43、负压表44、第二区域50、实训控制单元60、旋转驱动装置61、摆臂62、接近传感装置63、检测光线631、接触传感装置64、三轴拾取机构65、拾取装置651、拾取固定板652、拾取驱动装置653、第一方向驱动装置654、电机滑台655、导轨固定块656、驱动导轨657、行程控制装置658、驱动控制装置659、线槽70、侧条71、挂线耳72、第一间距73、第二间距74、电气安装导轨80。具体实施方式[0032] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。[0033] 接下来，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。[0034] 一种电气实训控制机构，如图7所示，包括实训控制单元60，其中实训控制单元60包括摆臂机构、三轴拾取机构65；摆臂机构上开有放置工件的凹槽，三轴拾取机构65上设有拾取工件的装置；电气设备控制摆臂机构往复运动，同时控制三轴拾取机构65运动，以使得工件在摆臂机构的凹槽与三轴拾取机构65的拾取工件的装置间循环传递。[0035] 如图9所示，摆臂机构包括旋转驱动装置61、摆臂62；摆臂62上表面设有放置工件的凹槽，摆臂机构还包括接近传感装置63；接近传感器63包括红外传感器、光电传感器；接近传感器63的检测光线631用于检测凹槽内是否放置工件。在一优选实施例中，摆臂机构还包括接触传感装置64；接触传感装置64包括压力传感器、接触开关。[0036] 如图8所示，三轴拾取机构65包括拾取装置651、拾取驱动装置653、第一方向驱动装置654、第二方向驱动装置；拾取驱动装置653与拾取装置651固定连接，如图8所示，拾取驱动装置653与拾取装置651通过拾取固定板652固定连接；第一方向驱动装置654的驱动端与拾取驱动装置653固定连接；第二方向驱动装置的驱动端与第一方向驱动装置654固定连接；拾取驱动装置653、第一方向驱动装置654、第二方向驱动装置都设有一驱动控制装置659；通过驱动控制装置659，拾取驱动装置653、第一方向驱动装置654、第二方向驱动装置分别各自与电气设备连接；电气设备控制第二方向驱动装置驱动第一方向驱动装置654沿一方向往复运动，控制第一方向驱动装置654驱动拾取驱动装置653沿一方向往复运动，控制拾取驱动装置653驱动拾取装置651拾取工件。[0037] 拾取驱动装置653、第一方向驱动装置654、第二方向驱动装置为气缸或直线电机或导轨电机；在本实施例中，如图8所示，拾取驱动装置653、第一方向驱动装置654为双杆气缸，第二方向驱动装置为导轨电机，导轨电机包括电机滑台655、导轨固定块656、驱动导轨657，其中，电机滑台655与驱动导轨657配合，驱动导轨657固定安装于两导轨固定块656间，电机滑台655上固定安装第一方向驱动装置654。[0038] 在一优选实施例中，如图8所示，三轴拾取机构65还包括行程控制装置658；行程控制装置658设置在拾取驱动装置653、第一方向驱动装置654、第二方向驱动装置的运动轨迹上，用于控制行程。拾取装置651为吸盘或夹爪；在本实施例中，如图7?10所示，拾取装置651为吸盘。[0039] 在本实施例中，如图7，摆臂机构的摆臂62位于接近传感装置63处，此时，工件在摆臂62的原型凹槽中；操作台20上配置有工作指示灯21、控制按钮22；工作指示灯21指示控制按钮22工作情况；在一优选实施例中，控制按钮22包括点动控制按钮、联动控制按钮；点动控制按钮用于控制实训控制单元60按顺序执行一次指令；联动控制按钮用于控制实训控制单元60按顺序连续执行指令；当学生接好电气设备并开始调试控制时，可采用点动控制方式进行逐步调试；如图9所示，此步中，摆臂62旋转90°至图示位置，此时工件位于三轴拾取机构65包括拾取装置651正下方；下一步动作，通过电气设备调试，配置拾取装置651拾取工件，在本实施例中，拾取装置651为吸盘，通过拾取驱动装置653驱动吸盘向下吸住工件后抬升，脱离摆臂62；再下一步动作，通过电气设备调试，同时配置第一方向驱动装置654、第二方向驱动装置、旋转驱动装置61，如图10所示，使得摆臂62回转90°至初始位置(如图7所示)，同时三轴拾取机构65的拾取装置651在第一方向驱动装置654与第二方向驱动装置的共同驱动下朝图10所示的方式运动，其中，第一方向驱动装置654朝X向移动，第二方向驱动装置朝Y向移动，最终拾取驱动装置653移动至摆臂62的凹槽位置，驱动拾取装置651将工件放回摆臂62的凹槽上。在本实施例中，采用循环传递的方式，实现电气实训教学，为达到各步骤相互配合相互协同的效果，学生可自行设计实现方式，例如采用行程控制方式，即在行走轨迹上设置行程开关类传感器，实现精确的行走定位控制，当单步全部调试完成后，可采用联动控制控制实训控制单元60按顺序连续执行指令，调试整个执行过程中是否达到设计效果。[0040] 一种电气教学实训平台，如图1所示，包括电气教学实训本体100；电气教学实训本体100包括外壳10、操作台20、电气载台30；外壳10用于包裹电气教学实训本体100基架并形成一整体，如图1所示，外壳10包括操作台20下部的下门板11；操作台20上固定安装有实训控制单元60；电气载台30用于固定安装电气设备。操作台20上配置有工作指示灯21、控制按钮22；工作指示灯21指示控制按钮22工作情况。控制按钮22包括点动控制按钮、联动控制按钮；点动控制按钮用于控制实训控制单元60按顺序执行一次指令；联动控制按钮用于控制实训控制单元60按顺序连续执行指令[0041] 如图3所示，操作台20水平布置；电气载台30与操作台20呈一钝角；通过电气设备连接实训控制单元60，并控制实训控制单元60执行指令。学生在实训操作时，电气载台30由于倾角存在，正对操作人员，同时挂载电气设备时，在垂直方向上也存在一定摩擦力支撑，一般地，电气载台30与操作台20的夹角为100°至130°之间，为电气设备接线与安装固定提供便捷，充分调动学生动手能力。[0042] 如图1、图4所示，在一优选实施例中，电气载台30上设有第一区域40、第二区域50；第一区域40用于挂载电气控制装置；第二区域50用于挂载电气开关。其中，电气控制装置包括电磁阀41、气源处理组件42、真空发生器43、负压表44；电气开关为常用开关，包括但不限于空气开关、隔离开关、真空断路器、框架断路器、塑壳断路器、接触器、按钮开关。通过电气开关与电气控制装置相互串联或并联，实现实训控制单元60的机械工序控制。[0043] 如图4所示，第一区域40、第二区域50、实训控制单元60通过若干线槽70围成。在一优选实施例中，如图6所示，线槽70横截面为“C”型；线槽70两侧由若干等间距分布的侧条71构成，侧条71端部设有朝向外侧弯曲的挂线耳72；挂线耳72用于固定电气设备线缆。通过挂线耳72实现线缆的规范化固定，避免线缆连接杂乱，利于培养学生良好的接线习惯。为提高，挂线耳72的结构强度，两相邻侧条71的第一间距73大于两相邻挂线耳72的第二间距74。[0044] 如图5所示，电气载台30上设有过线孔31；过线孔31用于使电气设备的线缆贯穿电气载台30。在一优选实施例中，电气载台30上还设有纵向固定孔32、横向固定孔33；如图3所示，电气载台30与外壳10的上门板12间夹持有空腔；纵向固定孔32与横向固定孔33用于将电气设备挂载于电气载台30的正面或反面。[0045] 如图4所示，两线槽70间电气安装导轨80；电气安装导轨80安装固定于纵向固定孔32或横向固定孔33内；电气设备通过电气安装导轨80挂载于电气载台30上。在一优选实施例中，操作台20上配置有工作指示灯21、控制按钮22、存料盒23；其中，工作指示灯21指示控制按钮22工作情况；存料盒23用于存放实训控制单元60使用的工件。[0046] 以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

专利地区：河北

专利申请日期：2018-12-25

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN109461339B