一种基于慧鱼零件的自平衡载物台的制作方法

1.本实用新型涉及慧鱼模型技术领域，尤其涉及一种基于慧鱼零件的自平衡载物台。


背景技术：

2.慧鱼创意组合模型(fischertechnik)诞生于德国，是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具，也是体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体。慧鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的组合和扩充。
3.慧鱼创意组合模型主要有组合包、培训模型、工业模型三大系列，涵盖了机械、电子、控制、气动、汽车技术、能源技术和机器人技术等领域和高新学科，利用工业标准的基本构件(机械元件/电气元件/气动元件)，辅以传感器、控制器、执行器和软件的配合，运用设计构思和实验分析，可以实现任何技术过程的还原，更可以实现工业生产和大型机械设备操作的模拟，从而为实验教学、科研创新和生产流水线可行性论证提供了可能。
4.慧鱼创意组合模型体现不同学科知识点的各种组合包，不仅可以应用于中小学各个年级学科教学、还可以用于大学不同专业以及研究生工程实验和技术创新活动。
5.在慧鱼模型中，载物台易受运载底盘运动的影响而产生晃动，因此有必要开发一种具有自平衡功能的载物台。


技术实现要素：

6.本实用新型提供了一种基于慧鱼零件的自平衡载物台，具有载物、自平衡及自动夹紧或松开所载物体的功能，除控制部分外，全部采用标准慧鱼零件组装而成，并且结构简单紧凑、操作灵活。
7.为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
8.一种基于慧鱼零件的自平衡载物台，包括固定支架、载物架及自平衡机构；所述自平衡机构由齿轮盘、调整电机、转盘、支撑架、小齿轮、惯性传感器及控制系统组成；所述固定支架的上方设载物架，固定支架上固设齿轮盘，转盘上设调整电机，调整电机的电机轴上设小齿轮与齿轮盘啮合传动；转盘通过支撑架与载物架相连；在调整电机驱动下，转盘通过支撑架带动载物架摆动；载物架上设惯性传感器，惯性传感器与调整电机通过控制系统联锁控制。
9.所述载物架为框架结构，所述支撑架由4个支撑杆组成，支撑杆与载物架卡接。
10.所述齿轮盘为2个平行设置于固定支架的两侧，所述转盘上对应设置2个调整电机，2个调整电机通过控制系统同步运行。
11.一种基于慧鱼零件的自平衡载物台，还包括夹紧机构；所述夹紧机构由夹紧气缸、固定锁扣、活动锁扣、复位弹簧组成；所述固定锁扣、活动锁扣相对设于载物架上，固定锁扣
与载物架固定连接，活动锁扣与载物架滑动连接；所述夹紧气缸的缸体与转盘较接，夹紧气缸的缸杆与活动锁扣铰接；在夹紧气缸的作用下，活动锁扣能够向背离固定锁扣的方向移动；活动锁扣背离固定锁扣的一端通过复位弹簧与载物架相连；夹紧气缸的控制端连接控制系统。
12.所述夹紧气缸的缸体与转盘之间、夹紧气缸的缸杆与活动锁扣之间分别通过铰链铰接。
13.所述夹紧气缸另外连接气泵。
14.所述固定锁扣、活动锁扣均为2组，一一对应设置。
15.所述固定支架、载物架、转盘、支撑架、齿轮盘均由标准慧鱼零件组装而成，所述调整电机及小齿轮均采用标准慧鱼零件。
16.所述夹紧气缸、固定锁扣及活动锁扣均由标准慧鱼零件组装而成，复位弹簧采用标准慧鱼零件。
17.所述铰链采用标准慧鱼零件。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
19.具有载物、自平衡及自动夹紧或松开所载物体的功能，除控制部分外，全部采用标准慧鱼零件组装而成，并且结构简单紧凑、操作灵活。
附图说明
20.图1是本实用新型所述自平衡载物台的立体结构示意图。
21.图2是本实用新型所述自平衡载物台的主视图。
22.图3是本实用新型所述自平衡载物台的俯视图。
23.图4是本实用新型实施例所述自平衡载物台中慧鱼零件标号示意图一。
24.图5是本实用新型实施例所述自平衡载物台中慧鱼零件标号示意图二。
25.图6是本实用新型实施例所述自平衡载物台中慧鱼零件标号示意图三。
26.图7是本实用新型实施例所述自平衡载物台中慧鱼零件标号示意图四。
27.图8是本实用新型实施例所述自平衡载物台中慧鱼零件标号示意图五。
28.图9是本实用新型实施例所述自平衡载物台中慧鱼零件标号示意图六。
29.图10是本实用新型实施例所述自平衡载物台中慧鱼零件标号示意图七。
30.图中：1.固定支架 2.载物架 3.齿轮盘 4.转盘 5.调整电机 6.小齿轮 7.支撑架 8.夹紧气缸 9.固定锁扣 10.活动锁扣 11.复位弹簧
具体实施方式
31.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
32.如图1
‑
图3所示，本实用新型所述一种基于慧鱼零件的自平衡载物台，包括固定支架1、载物架2及自平衡机构；所述自平衡机构由齿轮盘3、调整电机5、转盘4、支撑架7、小齿轮6、惯性传感器及控制系统组成；所述固定支架1的上方设载物架2，固定支架1上固设齿轮盘3，转盘4上设调整电机5，调整电机5的电机轴上设小齿轮6与齿轮盘3啮合传动；转盘4通过支撑架7与载物架2相连；在调整电机5驱动下，转盘4通过支撑架7带动载物架2摆动；载物架2上设惯性传感器，惯性传感器与调整电机5通过控制系统联锁控制。
33.所述载物架2为框架结构，所述支撑架7由4个支撑杆组成，支撑杆与载物架2卡接。
34.所述齿轮盘3为2个平行设置于固定支架1的两侧，所述转盘4上对应设置2个调整电机5，2个调整电机5通过控制系统同步运行。
35.一种基于慧鱼零件的自平衡载物台，还包括夹紧机构；所述夹紧机构由夹紧气缸8、固定锁扣9、活动锁扣10、复位弹簧11组成；所述固定锁扣9、活动锁扣10相对设于载物架2上，固定锁扣9与载物架2固定连接，活动锁扣10与载物架2滑动连接；所述夹紧气缸8的缸体与转盘4较接，夹紧气缸8的缸杆与活动锁扣10铰接；在夹紧气缸8的作用下，活动锁扣10能够向背离固定锁扣9的方向移动；活动锁扣10背离固定锁扣9的一端通过复位弹簧11与载物架2相连；夹紧气缸8的控制端连接控制系统。
36.所述夹紧气缸8的缸体与转盘4之间、夹紧气缸8的缸杆与活动锁扣10之间分别通过铰链铰接。
37.所述夹紧气缸8另外连接气泵。
38.所述固定锁扣9、活动锁扣10均为2组，一一对应设置。
39.所述固定支架1、载物架2、转盘4、支撑架7、齿轮盘3均由标准慧鱼零件组装而成，所述调整电机5及小齿轮6均采用标准慧鱼零件。
40.所述夹紧气缸8、固定锁扣9及活动锁扣10均由标准慧鱼零件组装而成，复位弹簧11采用标准慧鱼零件。
41.所述铰链采用标准慧鱼零件。
42.本实用新型所述一种基于慧鱼零件的自平衡载物台用于慧鱼模型中，其具有载物、自平衡及夹紧所载物体的功能：其中：
43.自平衡功能：物体置于载物架2上，载物架2通过支撑架7与转盘4连接，并且只能相当于小齿轮6转动方向摆动；正常工作时，载物架2应保持水平，当载物架2偏离水平面时，安装在其上的惯性传感器采集偏移时的加速值，通过控制系统进行负反馈调节后向调整电机5发送指令，调整电机5的电机轴转动，通过小齿轮6与齿轮盘3啮合传动，带动与调整电机5刚性连接的转盘4转动，通过支撑架7带动载物架2摆动，使载物架2回到初始的水平位置。
44.夹紧功能：气泵向夹紧气缸8输送带压气源，夹紧气缸8的无杆腔进气后，缸杆伸出，通过铰链带动活动锁扣10沿载物台2上的滑轨向远离固定锁扣9一端滑动，复位弹簧11被压缩，由固定锁扣9和活动锁扣10共同组成的夹钳打开，将物体放开；反之，当夹紧气缸8的有杆腔进气时，缸杆缩回，活动锁扣10失去支撑力，通过复位弹簧11带动活动锁扣10返回原位，夹钳闭合，将物体夹紧。
45.以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
46.【实施例】
47.本实施例中，一种基于慧鱼零件的自平衡载物台，由固定支架、载物架、自平衡机构、和夹紧机构组成；所述自平衡机构由齿轮盘、调整电机、转盘、支撑架、小齿轮、惯性传感器及控制系统组成；所述夹紧机构由夹紧气缸、固定锁扣、活动锁扣、复位弹簧组成。其中：
48.固定支架与齿轮盘刚性相连，调整电机安装在转盘上，调整电机的电机轴上安装有小齿轮，齿轮盘与小齿轮啮合传动；转盘上安装有支撑架，支撑架与载物架相连；
49.气缸的缸体通过铰链连接转盘，缸杆通过铰链和活动锁扣连接；活动锁扣通过铰链与复位弹簧的一端连接，复位弹簧的另一端固定连接载物架；固定锁扣固定在载物架的一端，与气动锁扣相对安装。
50.气缸外接气泵，载物架上安装有惯性传感器，所述惯性传感器采用mup6050型陀螺仪。载物架偏离水平面的时候，陀螺仪采集运动数据发给控制系统(单片机)，经单片机处理后发送控制指令给调整电机，调整电机通过小齿轮与齿轮盘啮合带动转盘转动，并通过支撑架带动载物架摆动，补偿偏移角度，回到初始的水平位置。
51.本实施例中，自平衡载物台除陀螺仪外，其它部件均由标准慧鱼零件拼装而成，调整电机、小齿轮、复位弹簧等单体零件均采用标准慧鱼零件。其零件具体组成如图4
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图10所示，图中标记均为标准慧鱼零件的代号。
52.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。