本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械實(shí)踐教學(xué)模型，更具體地說，它涉及一種三自由度運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)模型。

背景技術(shù)：

在機(jī)械及自動(dòng)化領(lǐng)域，由PLC控制的三自由度運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)用十分廣泛，深入到我國的制造業(yè)中，在高校教育中，為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，常常采用模擬實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的三自由度運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)教學(xué)平臺來對實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行模擬，讓同學(xué)們能夠明白三自由度控制系統(tǒng)的原理，并能夠進(jìn)行簡單地動(dòng)手實(shí)踐。

現(xiàn)有的三自由度運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)教學(xué)平臺中，常常使用多根滾珠絲杠分別帶動(dòng)目標(biāo)件在X軸與Y軸上做直線運(yùn)動(dòng)，Z軸上亦設(shè)有連接有機(jī)械夾子的滾珠絲杠，用以模擬工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)械手夾取指定位置上的目標(biāo)件，但是，現(xiàn)有的教學(xué)平臺，目標(biāo)件所處的位置坐標(biāo)是已經(jīng)標(biāo)定完成的，若以夾取目標(biāo)件的機(jī)械夾子所在位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)，如需要夾取在坐標(biāo)位置為（3,2）的目標(biāo)件，只需要將目標(biāo)件在總體上沿X軸運(yùn)動(dòng)3個(gè)長度單位，沿Y軸運(yùn)動(dòng)兩個(gè)長度單位即可，但是在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，由于設(shè)備的變形移位或絲杠電機(jī)的傳送精度發(fā)生變化，則根據(jù)上述方法目標(biāo)件則不能到達(dá)預(yù)定的位置，這時(shí)就需要對系統(tǒng)進(jìn)行重新標(biāo)定，可是，這一點(diǎn)在現(xiàn)有的教學(xué)平臺中沒有任何涉及，為了使教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)更為緊密結(jié)合，本實(shí)用新型提出了一種改進(jìn)的三自由度運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)模型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對實(shí)際運(yùn)用中的問題，本實(shí)用新型提出了一種三自由度運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)模型，具體方案如下：

一種三自由度運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)模型，包括控制器、實(shí)驗(yàn)平臺以及實(shí)驗(yàn)平臺上分別沿X軸、Y軸、Z軸設(shè)置的第一絲杠、第二絲杠以及第三絲杠，所述第一絲杠上設(shè)有滑塊，所述第二絲杠架設(shè)于所述滑塊上，所述第一絲杠、第二絲杠以及第三絲杠分別由與之一端連接的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述滑塊由相對位置可以手動(dòng)調(diào)節(jié)的多層結(jié)構(gòu)組成，進(jìn)一步的，所述滑塊包括固定層與活動(dòng)層，所述固定層套設(shè)于第一絲杠上且與活動(dòng)層相接的一面設(shè)有滑槽，所述活動(dòng)層與固定層相接的一面設(shè)有與滑槽相對應(yīng)的卡塊，所述固定層與活動(dòng)層滑移連接且二者之間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)二者位置距離的調(diào)節(jié)組件。

通過上述技術(shù)方案，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)第二絲杠相對于第一絲杠的位置，當(dāng)?shù)谝唤z杠的運(yùn)行位置與標(biāo)定位置有差異時(shí)，可以通過手動(dòng)調(diào)節(jié)使得第一絲杠的位置重新得以標(biāo)定，在實(shí)踐中，也可以預(yù)先調(diào)整第一絲杠與第二絲杠之間的相對位置，由學(xué)生來完成標(biāo)定，使得生產(chǎn)與實(shí)踐結(jié)合得更加緊密，使得活動(dòng)層與固定層之間的相對運(yùn)動(dòng)更加地定向，易于測量。

進(jìn)一步的，所述滑槽沿X軸方向設(shè)置。

由于滑塊的運(yùn)動(dòng)方向始終沿著絲杠的設(shè)置方向，即X軸方向，所以通過將滑槽沿X軸方向設(shè)置，可以使得第二絲杠相對于第一絲杠的位移僅僅局限與X軸方向，方便測量與標(biāo)定，適當(dāng)降低了標(biāo)定的難度，易于學(xué)生實(shí)踐操作。

進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)組件包括一螺旋測微儀，所述滑槽的一端與卡塊通過彈性件固定連接，所述卡塊相對于彈性件的一側(cè)與螺旋測微儀的測微螺桿抵接，所述測微螺桿穿透所述固定層伸出到滑槽內(nèi)部。

通過設(shè)置上述技術(shù)方案，可以更加精確的測量手動(dòng)調(diào)整的距離值，提升實(shí)驗(yàn)精度。

進(jìn)一步的，根據(jù)不同的需要，可以選擇使用彈簧或彈性塑膠來作為彈性件。

進(jìn)一步的，所述實(shí)驗(yàn)平臺上沿第一絲杠、第二絲杠和第三絲杠的長度方向分別設(shè)置有多個(gè)支架，多個(gè)所述支架沿其長度方向均設(shè)有限位桿，所述滑塊的固定層套設(shè)于所述限位桿上。

通過設(shè)置限位桿，可以防止滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中位置發(fā)生偏移，通過設(shè)置支架，可以使得第一絲杠、第二絲杠以及第三絲杠與實(shí)驗(yàn)平臺更加緊密地結(jié)合在一起，使得實(shí)訓(xùn)模型更加的穩(wěn)固。

進(jìn)一步的，所述第三絲杠上套設(shè)有用于夾取目標(biāo)件的機(jī)械夾。

通過上述設(shè)置，可以模擬實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)械手夾取目標(biāo)件。

本實(shí)用新型通過在傳統(tǒng)的絲杠傳動(dòng)直線定位單元中設(shè)置分層且層與層之間可相對移動(dòng)滑塊，使得實(shí)訓(xùn)模型中沿X軸與Y軸設(shè)置絲杠可以手動(dòng)調(diào)節(jié)相對位置，避免了因設(shè)備老化而導(dǎo)致的標(biāo)定誤差，也增加了重新標(biāo)定的功能，使得實(shí)訓(xùn)與實(shí)際生產(chǎn)更加切合。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的整體示意圖；

圖2為圖1中A部的放大圖；

圖3為滑塊的局部剖視圖。

附圖標(biāo)志：1、實(shí)驗(yàn)平臺，2、第一絲杠，3、第二絲杠，4、第三絲杠，5、滑塊，6、伺服電機(jī)，7、固定層，8、活動(dòng)層，9、滑槽，10、卡塊，11、彈簧，12、螺旋測微儀，13、測微螺桿，14、支架，15、限位桿，16、機(jī)械夾。

具體實(shí)施方式

參照圖1-3對本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步說明。

一種三自由度運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)模型，包括控制器、實(shí)驗(yàn)平臺1以及實(shí)驗(yàn)平臺1上分別沿X軸、Y軸、Z軸設(shè)置的第一絲杠2、第二絲杠3以及第三絲杠4，第一絲杠2上設(shè)有滑塊5，第二絲杠3架設(shè)于滑塊5上，第一絲杠2、第二絲杠3以及第三絲杠4分別由與之一端連接的伺服電機(jī)6驅(qū)動(dòng)，滑塊5由相對位置可以手動(dòng)調(diào)節(jié)的多層結(jié)構(gòu)組成，為了簡化標(biāo)定的難度，易于學(xué)生實(shí)踐操作，也考慮到滑塊5的運(yùn)動(dòng)誤差主要存在于X軸，因此，將滑塊5分為固定層7與活動(dòng)層8，固定層7套設(shè)于第一絲杠2上且與活動(dòng)層8相接的一面沿X軸方向設(shè)有滑槽9，活動(dòng)層8與固定層7相接的一面設(shè)有與滑槽9相對應(yīng)的卡塊10，固定層7與活動(dòng)層8滑移連接且二者之間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)二者位置距離的調(diào)節(jié)組件。

在使用過程中，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)第二絲杠3相對于第一絲杠2的位置，當(dāng)?shù)谝唤z杠2的運(yùn)行位置與標(biāo)定位置有差異時(shí)，可以通過手動(dòng)調(diào)節(jié)使得第一絲杠2的位置重新得以標(biāo)定，在實(shí)踐中，也可以預(yù)先調(diào)整第一絲杠2與第二絲杠3之間的相對位置，由學(xué)生來完成標(biāo)定，使得生產(chǎn)與實(shí)踐結(jié)合得更加緊密，由于滑塊5的運(yùn)動(dòng)方向始終沿著絲杠的設(shè)置方向，即X軸方向，所以通過將滑槽9沿X軸方向設(shè)置，可以使得第二絲杠3相對于第一絲杠2的位移僅僅局限與X軸方向，方便測量與標(biāo)定，適當(dāng)降低了標(biāo)定的難度。

為了更加精確的測量手動(dòng)調(diào)整的距離值，提升實(shí)驗(yàn)精度，調(diào)節(jié)組件包括一螺旋測微儀12?；?的一端與卡塊10通過彈性件固定連接，卡塊10相對于彈性件的一側(cè)與螺旋測微儀12的測微螺桿13抵接，測微螺桿13穿過固定層7伸出到滑槽9內(nèi)部，根據(jù)不同的需要，可以選擇使用彈簧11或彈性塑膠來作為彈性件，在本實(shí)施例中選擇彈簧11作為彈性件，使用或標(biāo)定的過程如下，例如第一絲杠2的出廠精度是0.02mm，伺服電機(jī)6旋轉(zhuǎn)一圈滑塊5沿X軸運(yùn)動(dòng)1cm，當(dāng)伺服電機(jī)6或者第一絲杠2的精度達(dá)標(biāo)時(shí)，伺服電機(jī)6旋轉(zhuǎn)20圈則滑塊5理論上應(yīng)該運(yùn)動(dòng)20cm，但是實(shí)際操作中，隨著設(shè)備的老化，滑塊5運(yùn)動(dòng)的距離可能不等于20cm，例如19.66cm，這時(shí)機(jī)械夾16則不能在預(yù)訂的位置夾取到目標(biāo)件，這時(shí)就需要對伺服電機(jī)6轉(zhuǎn)一圈滑塊5對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)距離進(jìn)行重新標(biāo)定，或者手動(dòng)調(diào)節(jié)第二絲杠3與第一絲杠2的相對位置，彌補(bǔ)設(shè)備老化所帶來的誤差，假設(shè)滑塊5的運(yùn)動(dòng)距離比理論值少了0.34cm，那么只需要旋轉(zhuǎn)螺旋測微儀12的旋桿，使得活動(dòng)層8運(yùn)動(dòng)0.34cm彌補(bǔ)滑塊5的運(yùn)動(dòng)距離不足即可，也可以就伺服電機(jī)6旋轉(zhuǎn)20圈滑塊5運(yùn)動(dòng)19.66cm這一實(shí)際值進(jìn)行重新標(biāo)定，在實(shí)驗(yàn)中，老師也可以事先調(diào)節(jié)活動(dòng)層8與固定層7之間的相對位置，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際測量值進(jìn)行標(biāo)定。

進(jìn)一步優(yōu)化的，為了防止滑塊5在運(yùn)動(dòng)過程中位置發(fā)生偏移，以及使得第一絲杠、第二絲杠以及第三絲杠4與實(shí)驗(yàn)平臺1更加緊密地結(jié)合在一起，使得實(shí)訓(xùn)模型更加的穩(wěn)固，第一絲杠2、第二絲杠3和第三絲杠4均配套設(shè)置有支架14以及限位桿15，第三絲杠4上套設(shè)有用于模擬實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)械手夾取目標(biāo)件的機(jī)械夾16。

以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。