[发明专利]多机电参数可调的内容可扩展的角位置伺服教学实验装置

说明书

本发明涉及一种教学实验装置，更具体的说是一种多机电参数可调的内容可扩展的角位置伺服教学实验装置,包括底座、直流伺服电动机、电动机支承座、磁滞阻尼器、负载支承座Ⅰ、负载轴、配重块、负载支承座Ⅱ、编码器支承座、旋转编码器、旋转阻尼器和测速轴，可以通过控制直流伺服电动机改变驱动力矩的大小，通过控制磁滞阻尼器上的磁力大小调整摩擦力矩的大小，通过改变负载轴上设置的配重块的多少可以调整负载转动惯量，旋转阻尼器中心孔的形式加工测速轴的末端，将两者通过键连接传动，旋转阻尼器为外购件，通过更换不同阻尼系数的旋转阻尼器，能够模拟负载受到的不同大小的阻尼，即该实验装置所受的阻尼大小可以调节。

技术领域

本发明涉及教学实验装置，更具体的说是一种多机电参数可调的内容可扩展的角位置伺服教学实验装置。

背景技术

《机电系统控制基础》课程主要针对机械类专业，是以自动控制理论为基础、机电系统为研究对象的一门专业基础课。内容紧密结合工程需要，力求在讲清楚自动控制基本概念的前提下，有针对性地结合其在机电系统中的应用。对大部分学生来讲,没有直观的实物教学装置联系理论知识,完全掌握这门课程会有一定的难度,因此,实验教学环节对于学生掌握基础的知识理论会有很大的帮助,且对提高课程的教学质量也有很大的促进作用。

目前,基于自动控制理论的教学实验装置种类很多,比如常见的实验装置有倒立摆实验装置、水箱水位控制系统等等,已被各大高校和科研院所广泛使用。但是相关教学实验设备实验过程复杂，可实现的实验内容比较单一，与主要研究对象是机电系统的本课程没有很好地吻合，所以现有的自动控制理论的教学实验装置并不能满足机械类学生的实验教学要求，有待进一步改进。因而如何能创设一种操作简单,可实现多机电参数可调节、软件可编程、多实验内容可扩展的教学实验装置,成为《机电系统控制基础》课程实验教学的当务之急。

发明内容

本发明的目的是提供一种多机电参数可调的内容可扩展的角位置伺服教学实验装置，可以提供一种供机械类学生的《机电系统控制基础》课程实验课的教学实验装置。该实验装置硬件可配置，软件可编程，多机电参数可调节，实验内容可扩展；实验装置的驱动力矩、摩擦力矩、负载转动惯量、传动轴刚度和负载所受的阻尼可以调节，控制系统的控制参数、信号采集频率、传感器倍频数可以调节；实验内容可扩展，本实验装置模块化设计，可以根据需要改变装置结构开发不同的实验内容。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种多机电参数可调的内容可扩展的角位置伺服教学实验装置，包括底座、直流伺服电动机、电动机支承座、磁滞阻尼器、负载支承座Ⅰ、负载轴、配重块、负载支承座Ⅱ、编码器支承座、旋转编码器、旋转阻尼器和测速轴，所述直流伺服电动机固定连接在电动机支承座上，电动机支承座的下端连接在底座上，负载轴的两端分别转动连接在负载支承座Ⅰ和负载支承座Ⅱ上，负载支承座Ⅰ和负载支承座Ⅱ均固定连接在底座上，直流伺服电动机的输出轴和磁滞阻尼器的输入端连接，磁滞阻尼器固定连接在底座上，磁滞阻尼器的输出端和负载轴的一端连接，负载轴上固定连接有多个配重块，负载轴的另一端和测速轴的一端连接，旋转编码器固定连接在编码器支承座上，编码器支承座连接在底座上，测速轴穿过旋转编码器的内孔，测速轴的另一端连接在旋转阻尼器上，旋转阻尼器固定连接在底座上，直流伺服电动机的输出轴、磁滞阻尼器的输入和输出端、负载轴、旋转阻尼器的内孔和测速轴均同轴设置。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种多机电参数可调的内容可扩展的角位置伺服教学实验装置，所述旋转编码器为空心式编码器。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种多机电参数可调的内容可扩展的角位置伺服教学实验装置，所述多机电参数可调的内容可扩展的角位置伺服教学实验装置还包括联轴器Ⅰ、联轴器Ⅱ和联轴器Ⅲ，直流伺服电动机的输出轴通过联轴器Ⅰ和磁滞阻尼器的输入端固定连接，磁滞阻尼器的输出端通过联轴器Ⅱ和负载轴的一端固定连接，负载轴的另一端通过联轴器Ⅲ和测速轴固定连接。