[实用新型]一种多级倒立摆装置

说明书

本实用新型涉及一种多级倒立摆装置，包括试验桌、直线驱动机构、控制器、摆杆组件、摆杆驱动机构和角度编码器，所述直线驱动机构设置在试验桌上，所述摆杆组件和摆杆驱动机构设置在直线驱动机构上，所述摆杆组件包括第一编码器、第二编码器、摆杆底座和摆杆，所述摆杆下端安装在摆杆底座上并与摆杆驱动机构传动连接，所述摆杆包括第一摆杆和第二摆杆，所述第一摆杆通过第一编码器与摆杆驱动机构转动连接，所述第二摆杆通过第二编码器与第一摆杆转动连接。通过将现有的摆杆级数由一级变成多级，使倒立摆结构更复杂，可以进行更复杂的试验。摆杆摆动过程中可改变滑块和滑轨的相对位置，改变摆杆重心。

技术领域：

本实用新型涉及一种倒立摆装置，特别是一种多级倒立摆装置。

背景技术：

倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制试验的理想试验平台，对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、正定问题、随动问题以及跟踪问题等。对倒立摆的控制可以用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力，同时，其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途，如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。

目前的倒立摆装置是倒立摆有线连接、摆杆级数固定单一、不可自动改变摆杆级数、同时给予摆杆改变重心的形式单一、试验台不可以根据试验者的身高进行调节且不可以随意搬移。

发明内容：

为了解决上述现有技术存在的不足，本实用新型提供一种多级倒立摆装置。

本实用新型的具体技术方案如下：

一种多级倒立摆装置，包括试验桌、直线驱动机构、控制器、摆杆组件、摆杆驱动机构和角度编码器，所述直线驱动机构设置在试验桌上，所述摆杆组件和摆杆驱动机构设置在直线驱动机构上，直线驱动机构和摆杆驱动机构与控制器连接，直线驱动机构带动摆杆组件在水平方向做往复运动，摆杆驱动机构带动摆杆组件在竖直方向做左右摆动，角度编码器记录摆杆组件摇摆的角度，其特征在于：所述摆杆组件包括第一编码器、第二编码器、摆杆底座和摆杆，所述摆杆下端安装在摆杆底座上并与摆杆驱动机构传动连接，所述摆杆包括第一摆杆和第二摆杆，所述第一摆杆通过第一编码器与摆杆驱动机构转动连接，所述第二摆杆通过第二编码器与第一摆杆转动连接。

进一步的，还设有第三摆杆和第三编码器，所述第三摆杆通过第三编码器与第二摆杆转动连接。

进一步的，所述第一编码器、第二编码器、第三编码器可固定在任一固定角度。

进一步的，所述第一摆杆上设有沿第一摆杆长度方向的第一滑轨，第一滑轨内设有第一滑块，第二编码器固定连接在第一滑块上，且转动连接第二摆杆。

进一步的，所述第二摆杆上设有沿第二摆杆长度方向的第二滑轨，第二滑轨内设有第二滑块，第三编码器固定连接在第二滑块上，且转动连接第三摆杆。

进一步的，还设有无线通讯模块，所述控制器与直线驱动机构、摆杆驱动机构、第一编码器、第二编码器和第三编码器之间通过无线通讯模块连接。

进一步的，所述试验桌设有可伸缩的桌腿。

进一步的，所述桌腿底部设有带锁止机构的万向轮。

进一步的，所述摆杆驱动机构设有位置传感器，位置传感器连接至控制器。

进一步的，所述角度编码器设有报警模块，报警模块连接至控制器。

本实用新型相比现有技术具有如下技术效果：

通过将现有的摆杆级数由一级变成多级，使倒立摆结构更复杂，可以进行更复杂的试验。