本實用新型涉及一種桌面式實驗臺，尤其涉及一種桌面式電機控制及陀螺儀原理展示實驗臺。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，陀螺儀在航空航天、彈道導(dǎo)彈、通信等各領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，而且電機控制在當(dāng)今社會各行業(yè)也越來越重要。但在教授陀螺儀相關(guān)原理時所采用的教學(xué)試驗儀器，十分笨重且危險（譬如麻省理工大學(xué)的陀螺儀教學(xué)儀器），且市場上鮮有有趣的無刷直流電機控制方法教學(xué)實驗臺。這給社會各界對相關(guān)科學(xué)技術(shù)知識的學(xué)習(xí)帶來了麻煩。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型的目的在于提供一種桌面式電機控制及陀螺儀原理展示實驗臺，結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，體積小，重量輕，攜帶方便，安全性高，并富有趣味性。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是這樣的：一種桌面式電機控制及陀螺儀原理展示實驗臺，其特征在于：包括上框架、下框架、陀螺儀、陀螺儀電機、飛輪電機以及電機驅(qū)動器；所述上框架包括兩豎桿和與兩豎桿上端相連的橫桿；在上框架的中部水平設(shè)有兩安裝桿，兩安裝桿分別位于上框架的兩側(cè)，并位于同一水平面；所述陀螺儀電機通過安裝板安裝于兩安裝桿上方，其電機軸從兩安裝桿之間豎直穿過；所述陀螺儀包括倒U型框架和飛輪，所述飛輪通過飛輪軸與倒U型框架的兩側(cè)轉(zhuǎn)動連接，該陀螺儀位于兩安裝桿下方，其倒U型框架的頂部與陀螺儀電機的電機軸相連；所述飛輪電機安裝于倒U型框架的一側(cè)，其電機軸與飛輪軸相連；所述電機驅(qū)動器為兩個，分別安裝于兩安裝桿的兩端，兩電機驅(qū)動器分別與陀螺儀電機和飛輪電機相連；在安裝橫桿上方還安裝有一角度傳感器和電機控制器，所述角度傳感器與電機控制器相連，該電機控制器同時與兩電機驅(qū)動器相連；

所述下框架為一由四根水平設(shè)置的連桿相連形成的矩形框架，在上框架的兩豎桿的下端分別豎直設(shè)有一板狀結(jié)構(gòu)的支撐腳，所述支撐腳的下端呈弧形，上框架通過兩支撐腳設(shè)于下框架相對兩側(cè)的連桿上。

進一步地，在下框架的四角處分別設(shè)有一保護支桿，所述保護支桿的一端與下框架相連，另一端朝上框架方向傾斜。

進一步地，所述上框架、下框架、安裝桿以及保護支桿均采用鋁合金型材。

進一步地，所述陀螺儀電機、飛輪電機皆為減速電機。

進一步地，上框架和下框架配合形成的整體沿X軸的寬度為560mm，沿Y軸的長度為600mm，沿Z軸的高度為674mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制作方便；并且，體積小，重量輕，安全性高，趣味性好，可以大大提高學(xué)習(xí)者對陀螺儀相關(guān)知識的理解，且有利于提高學(xué)習(xí)者對電機控制學(xué)習(xí)的興趣。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1—上框架，2—下框架，31—倒U型框架，32—飛輪，4—陀螺儀電機，5—飛輪電機，6—電機驅(qū)動器，7—安裝桿，8—支撐腳，9—保護支桿。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。

實施例：參見圖1，一種桌面式電機控制及陀螺儀原理展示實驗臺，包括上框架1、下框架2、陀螺儀、陀螺儀電機4、飛輪電機5以及電機驅(qū)動器6。所述上框架1包括兩豎桿和與兩豎桿上端相連的橫桿；在上框架1的中部水平設(shè)有兩安裝桿7，兩安裝桿7分別位于上框架1的兩側(cè)，并位于同一水平面。所述陀螺儀電機4通過安裝板安裝于兩安裝桿7上方，并位于兩安裝桿7中部，其電機軸（從上至下）從兩安裝桿7之間豎直穿過。

所述陀螺儀包括倒U型框架31和飛輪32，所述飛輪32通過飛輪32軸與倒U型框架31的兩側(cè)轉(zhuǎn)動連接，該陀螺儀位于兩安裝桿7下方，其倒U型框架31的頂部（的中部）與陀螺儀電機4的電機軸相連；通過陀螺儀電機4能夠帶動陀螺儀繞陀螺儀電機4的電機軸的軸心線轉(zhuǎn)動。所述飛輪電機5安裝于倒U型框架31的一側(cè)，其電機軸與飛輪32軸相連；通過飛輪電機5能夠帶動飛輪32繞飛輪32軸的軸心線轉(zhuǎn)動。具體實施時，陀螺儀電機4的電機軸與陀螺儀通過軸直連，以有效避免響應(yīng)滯后，從而極大地發(fā)揮電機性能；飛輪電機5則通過花鍵軸與飛輪32軸直連，以有效保證飛輪32轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。所述陀螺儀電機4、飛輪電機5皆為減速電機。從而使輸出扭矩更大，使得陀螺儀能夠快速達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速。

所述電機驅(qū)動器6為兩個，分別安裝于兩安裝桿7的兩端，兩電機驅(qū)動器6分別與陀螺儀電機4和飛輪電機5相連；具體實施時，兩電機驅(qū)動器6均為直流無刷電機驅(qū)動器6，驅(qū)動更快，并且穩(wěn)定性更好。在安裝橫桿上方還安裝有一角度傳感器和電機控制器，所述角度傳感器與電機控制器相連，該電機控制器同時與兩電機驅(qū)動器6相連；通過角度傳感器能夠?qū)崟r采集上框架1偏離豎直面的角度，并將采集到的角度信號傳輸給電機控制器，電機控制器根據(jù)采集到的角度信號分別向兩電機驅(qū)動器6發(fā)送控制信號，通過兩電機驅(qū)動器6驅(qū)動陀螺儀電機4和飛輪電機5的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向，從而使得上框架1時鐘保持于豎直面附近。為提高角度檢測的準(zhǔn)確度，所述角度傳感器采用六軸傳感器，其安裝完成后的軸系與實驗臺軸系一致。

所述下框架2為一由四根水平設(shè)置的連桿相連形成的矩形框架，在上框架1的兩豎桿的下端分別豎直設(shè)有一板狀結(jié)構(gòu)的支撐腳8，所述支撐腳8的下端呈弧形，上框架1通過兩支撐腳8設(shè)于下框架2相對兩側(cè)的連桿上。在下框架2的四角處分別設(shè)有一保護支桿9，所述保護支桿9的一端與下框架2相連，另一端朝上框架1方向傾斜；從而在上框架1傾斜到一定角度后對上框架1進行支撐，避免因上框架1傾倒對整個裝置造成損傷；具體實施時，保護支桿9的上端具有25度切角、底端具有45度切角。

所述上框架1、下框架2、安裝桿7以及保護支桿9均采用鋁合金型材，從而能夠有效提高承載能力，并且減輕整體重量；為進一步減輕重量，所述鋁合金型材可采用30*30mm的矩形管材。

在實際制作過程中，上框架1和下框架2配合形成的整體沿X軸的寬度為560mm，沿Y軸的長度為600mm，沿Z軸的高度為674mm；使實驗臺整體小巧輕便，能放置于講臺、課桌等表面，易于展示和操作，且安全系數(shù)高。

工作過程中，各電氣元件由24V直流電池供電。

最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。