一种综合电气工业自动化控制实验装置的制作方法

1.本发明涉及自动化实验技术领域，特别涉及一种综合电气工业自动化控制实验装置。


背景技术：

2.现有技术中，自动化控制是许多学校开设的专业，学校在对自动化控制进行教学时，通常会使用自动化实验装置进行演示。
3.申请号为cn201821984936.2的专利公开了一种电力系统自动化实验装置，包括实训台、活动槽活动插座和截断机构，所述活动槽开设在实训台顶部背面的中部，所述活动插座活动卡接在活动槽的顶部，所述截断结构分别安装在活动插座顶部的正面与背面，活动槽内壁的左侧固定焊接有绝缘卡解套，所述绝缘卡解套内腔的中部活动卡接有金属导电片，所述导电金属片的正面与背面均固定焊接有陶瓷条，该电力系统自动化实验装置,采用活动式的插座设计，可以根据现场电源线的长短来进行合适的移动，其适应性较强，并且大大减少了长电源线的使用，实验时候可以保证桌面整洁的同时还避免了电源线相互缠绕容易发生事故以及整理较为困难的问题。本发明针对实验室的需要设计了一种自动化插接接头到仪器上的装置，解决了目前实验时，需要手动连接接头的实验仪器太多，工作量大，浪费人力物力的问题，本装置在提高实验效率的同时可为自动化实验进行展示教学。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术上的缺陷，提供一种综合电气工业自动化控制实验装置，克服现有技术中需要连接接头的实验仪器太多，工作量大浪费人力物力的问题。
5.一种综合电气工业自动化控制实验装置，包括与支撑机构连接的执行机构和夹持机构，所述执行机构包括转动安装在卡圈上的齿圈，所述齿圈上固定安装有固定板，所述固定板上滑动安装有执行滑杆和滑板杆，所述执行滑杆上固定安装有接触板，所述固定板上转动安装有滚轮一和滚轮二，所述滚轮一通过安装绳一与滚轮二连接，所述安装绳一的一端固定安装在执行滑杆上，安装绳一的另一端固定安装在滑板杆上，所述滑板杆上固定安装有安装块，所述安装块上固定安装有触头组件，通过执行机构实现接头的转动、夹持和位置调整；所述夹持机构包括调整机构和转动安装在转动座上的滚筒，所述滚筒上固定安装有齿槽环，所述滚筒与带轮四同轴固定连接，所述滚筒与带轮四的连接轴转动连接在固定架上，所述滚筒上固定连接有安装绳二的一端，安装绳二的另一端固定安装在滑动夹板上；所述固定架上转动安装有齿环，所述固定架上固定安装有夹持滑动座，所述夹持滑动座上滑动安装有卡杆，通过夹持机构夹持实验仪器，并对仪器的位置进行调整。
6.进一步的，所述支撑机构包括移动机构和滑动安装在长滑轨上的滑动杆，所述滑动杆上固定安装有气缸一，所述气缸一的活塞杆与滑动安装块固定连接，所述滑动安装块与滑动杆滑动连接，所述滑动安装块上固定安装有气缸二，所述气缸二的活塞杆与卡圈固定连接，通过支撑机构完成执行机构的升降和移动。
7.进一步的，所述滑动杆有两个，所述移动机构包括固定连接在两个滑动杆之间的长滑杆，所述长滑杆与丝杠螺纹连接，所述丝杠转动安装在安装平台上，所述丝杠与带轮一固定连接，所述带轮一通过皮带一与带轮二带传动，带轮二与支撑电机的输出轴固定连接。
8.进一步的，所述触头组件包括可伸缩的伸缩触头，所述伸缩触头上设置有触头弹簧，所述伸缩触头固定安装在感应板上，所述感应板固定安装在安装块上。
9.进一步的，所述执行滑杆与滑板杆上设置有弹簧。
10.进一步的，所述齿圈上固定安装有安装板，所述安装板上固定安装有执行电机二，所述执行电机二的输出轴与凸轮固定连接，所述凸轮与接触板保持贴合。
11.进一步的，所述调整机构有两个，调整机构一包括固定安装在夹持板上的调整滑槽一，所述调整滑槽一内滑动安装有调整滑块一，所述调整滑块一与伸缩杆二的一端固定连接，伸缩杆二的另一端与立板一固定连接，所述立板一固定安装在安装平台上，立板一与调整滑块一之间设置有调整弹簧一，安装平台上转动安装有调整凸轮一，所述调整凸轮一通过调整皮带一与调整带轮一带传动，所述调整带轮一与调整电机一的输出轴固定连接；调整机构二包括固定安装在夹持板上的调整滑槽二，所述调整滑槽二内滑动安装有调整滑块二，所述调整滑块二与伸缩杆三的一端固定连接，伸缩杆三的另一端与立板二固定连接，所述立板二固定安装在安装平台上，调整滑块二与立板二之间设置有调整弹簧二，安装平台上转动安装有调整凸轮二，所述调整凸轮二通过调整皮带二与调整带轮二带传动，调整带轮二与调整电机二的输出轴固定连接。
12.进一步的，所述调整机构一对夹持板进行第一方向的位置调整，所述调整机构二对夹持板进行第二方向的位置调整，所述第一方向和第二方向相互垂直。
13.进一步的，所述固定架固定安装在夹持板上，所述夹持板上固定安装有转动座，所述夹持板上滑动安装有多个滑动夹板，所述滑动夹板与夹持板之间固定连接有夹板弹簧。
14.本发明工作原理如下：本装置适用于多种带接孔和接头的综合电气工业自动化控制实验仪器，以常见的多孔插排和插头举例说明。本装置工作时，将多孔插排放置到夹持板上，将插头放置到伸缩触头之间，此时执行电机二启动驱动凸轮转动，初始位置凸轮的最窄处与两侧的接触板贴合，凸轮转动时，推动两个接触板向两侧移动，带动两侧的执行滑杆在固定板内滑动，带动执行滑杆上的安装绳一移动，安装绳一使滚轮一和滚轮二转动减少与安装绳一的摩擦，安装绳一通过滚轮一和滚轮二拉动滑板杆，使两侧的滑板杆在固定板上滑动，带动安装块和感应板移动，两个感应板之间的距离逐渐变小，使感应板上的伸缩触头夹住插头，与插头接触的伸缩触头不同程度的伸缩，由感应板进行感应，将数据传递给电脑，判断插头的形状和位置。
15.随后执行电机一启动驱动小齿轮转动，带动齿圈在卡圈内转动，带动插头转动，调整插头位置，同时支撑电机启动驱动带轮二转动带动带轮一转动，带轮一带动丝杠转动，带动长滑杆在安装平台内滑动，带动滑动杆在长滑轨上滑动，带动气缸一和气缸一上的滑动安装块移动，带动与滑动安装块连接的伸缩杆一移动，带动执行机构移动；气缸一启动，回缩活塞杆，带动滑动安装块向夹持板方向滑动，带动执行机构向下移动。
16.同时夹持电机二启动带动带轮三转动，通过夹持皮带带动带轮四转动，带动滚筒和齿槽环转动，使安装绳二缠绕在滚筒上，安装绳二拉动四个滑动夹板在夹持板上滑动，通过滑动夹板将夹持板上的多孔插排夹住，此时夹持电机一启动驱动夹持小齿轮转动带动齿
环转动，齿环内的凸起部分与卡杆接触，推动卡杆在夹持滑动座上滑动，将卡杆卡在齿槽环的齿槽中，将滚筒的位置固定，避免滚筒反转，导致滑动夹板夹持的多孔插排松动；随后根据执行机构中夹住的插头的位置，调整电机一驱动调整带轮一转动带动调整凸轮一转动，推动调整滑槽一，使调整滑槽一与立板一之间的伸缩杆二伸缩，带动与调整滑槽一固定连接的夹持板在第一方向上移动；随后调整电机二驱动调整带轮二转动，带动调整凸轮二转动，调整凸轮二上的凸出块推动调整滑槽二移动，伸缩杆三伸缩，调整滑槽二带动与调整滑槽二固定连接的夹持板在第二方向上移动；当夹持板沿第一方向移动时，夹持板带动调整滑槽二在调整滑块二上滑动，当滑动夹板沿第二方向移动时，夹持板带动调整滑槽一在调整滑块一上滑动，确保不会发生干涉，此时多孔插排的位置调整完毕，气缸二根据插头的位置伸缩活塞杆，使执行机构移动，细微调整插头的位置，随后气缸一带动滑动安装块向靠近安装平台的方向滑动，带动执行机构向下移动，将执行机构夹住的插头顺利插入插排中。
17.完成一个插头的插接后，进行下一个插头的插接，工作原理如上。
18.本发明与现有技术相比的有益效果是：(1)本发明通过将卡杆卡在齿槽环的齿槽中，将滚筒的位置固定，避免滚筒反转，保证了实验仪器的安全，使装置更稳定；(2)本发明通过设置了调整机构，使夹持板可以在两个方向上进行位置调整，使接头更准确的接入仪器中，工作效率高节省人力；(3)本发明设置了滚轮一和滚轮二，减小了安装绳一移动时的摩擦力，使触头组件可以更快的夹住接头。
附图说明
19.图1为本发明整体结构示意图。
20.图2为本发明支撑机构局部结构示意图。
21.图3为本发明支撑机构局部放大结构示意图。
22.图4为本发明支撑机构局部放大结构示意图。
23.图5为本发明支撑机构局部结构示意图。
24.图6为本发明执行机构局部结构示意图。
25.图7为本发明执行机构局部放大结构示意图。
26.图8为本发明执行机构局部结构示意图。
27.图9为本发明执行机构局部放大结构示意图。
28.图10为本发明夹持机构中夹持板结构示意图。
29.图11为本发明夹持机构局部放大结构示意图。
30.图12为本发明夹持机构局部结构示意图。
31.图13为本发明夹持机构局部放大结构示意图。
32.图14为本发明夹持机构局部放大结构示意图。
33.图15为本发明夹持机构局部结构示意图。
34.图16为本发明夹持机构局部放大结构示意图。
35.图17为本发明夹持机构局部结构示意图。
36.图中：1
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支撑机构；2
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执行机构；3
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夹持机构；101
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安装平台；102
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长滑轨；103
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滑动杆；104
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气缸一；105
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滑动安装块；106
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长滑杆；107
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伸缩杆一；108
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气缸二；109
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带轮一；110
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皮带一；111
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支撑电机；112
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带轮二；113
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丝杠；201
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卡圈；202
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齿圈；203
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执行电机一；
204
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安装板；205
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执行电机二；206
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凸轮；207
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执行滑杆；208
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固定板；209
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安装块；210
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电机座；211
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小齿轮；212
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接触板；213
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安装绳一；214
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滚轮一；215
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滑板杆；216
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滚轮二；217
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感应板；218
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限位座；219
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伸缩触头；220
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触头弹簧；301
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夹持板；302
‑
滑动夹板；303
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夹板弹簧；304
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支撑座；305
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安装绳二；306
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夹持电机一；307
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滚筒；308
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齿环；309
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夹持电机二；310
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立板一；311
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伸缩杆二；312
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调整弹簧一；313
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调整电机一；314
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调整带轮一；315
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调整皮带一；316
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调整凸轮一；317
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调整滑槽一；318
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调整滑块一；319
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弧形块；320
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带轮三；321
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夹持皮带；322
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夹持滑动座；323
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固定架；324
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带轮四；325
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夹持小齿轮；326
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卡杆；327
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卡杆弹簧；328
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齿槽环；329
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转动座；330
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小安装座；331
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大安装座；332
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立板二；333
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伸缩杆三；334
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调整皮带二；335
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调整凸轮二；336
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调整滑槽二；337
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调整滑块二；338
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调整弹簧二；339
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调整带轮二；340
‑
调整电机二。
具体实施方式
37.在本发明以下的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明以下的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。
40.实施例：参考图1
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图17一种综合电气工业自动化控制实验装置，包括与支撑机构1连接的执行机构2和夹持机构3。
41.参考图2
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图6支撑机构1上设置有安装平台101，安装平台101上固定安装有两个长滑轨102，两个长滑轨102上分别滑动安装有一个滑动杆103，两个滑动杆103之间固定连接有长滑杆106，长滑杆106与丝杠113螺纹连接，丝杠113转动安装在安装平台101上，丝杠113与带轮一109固定连接，带轮一109通过皮带一110与带轮二112带传动，带轮二112与支撑电机111的输出轴固定连接，支撑电机111固定安装在安装平台101上；每个滑动杆103上固定安装有一个气缸一104，气缸一104的活塞杆与滑动安装块105固定连接，滑动安装块105滑动连接在滑动杆103内，滑动安装块105上固定安装有伸缩杆一107的一端，伸缩杆一107的另一端固定安装在卡圈201上，滑动安装块105有两个，其中一个滑动安装块105上固定安装有一个气缸二108，气缸二108的活塞杆与卡圈201固定连接。
42.参考图6
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图9执行机构2上设置有转动安装在卡圈201上的齿圈202，齿圈202与小齿轮211相互啮合，小齿轮211与转动连接在电机座210上，电机座210上固定安装有执行电机一203，执行电机一203的输出轴与小齿轮211固定连接；安装板204固定安装在齿圈202上，安装板204上固定安装有执行电机二205，执行电机二205的输出轴与凸轮206固定连接，凸轮206与两侧的接触板212保持贴合，两个接触板212分别固定安装在一个执行滑杆207
上，执行滑杆207滑动安装在固定板208上，执行滑杆207通过安装绳一213与滑板杆215固定连接，滚轮一214通过安装绳一213与滚轮二216传动，安装绳一213穿过限位座218，限位座218固定安装在固定板208上，固定板208上转动安装有滚轮一214和滚轮二216；滑板杆215滑动安装在固定板208上，滑板杆215上固定安装有安装块209，安装块209上固定安装有感应板217，感应板217上固定安装有若干可伸缩的伸缩触头219，伸缩触头219与感应板217之间安装有触头弹簧220；执行滑杆207和滑板杆215上设置有弹簧。
43.参考图2、图10
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图17夹持机构3上设置有固定安装在安装平台101上的两个支撑座304，支撑座304上放置有夹持板301，夹持板301上固定安装有调整滑槽一317和调整滑槽二336，调整滑槽一317内滑动安装有调整滑块一318，调整滑块一318与伸缩杆二311的一端固定连接，伸缩杆二311的另一端与立板一310固定连接，立板一310固定安装在安装平台101上，立板一310与调整滑块一318之间设置有调整弹簧一312，调整凸轮一316转动安装在安装平台101上，调整凸轮一316上的凸出块通过调整弹簧一312的弹力作用与调整滑槽一317保持贴合，当调整凸轮一316转动时，调整凸轮一316上的凸出块推动调整滑槽一317移动，调整凸轮一316通过调整皮带一315与调整带轮一314带传动，调整带轮一314与调整电机一313的输出轴固定连接，调整电机一313固定安装在安装平台101上；调整滑槽二336内滑动安装有调整滑块二337，调整滑块二337与伸缩杆三333的一端固定连接，伸缩杆三333的另一端与立板二332固定连接，立板二332固定安装在安装平台101上，调整滑块二337与立板二332之间设置有调整弹簧二338，调整凸轮二335转动安装在安装平台101上，调整凸轮二335上的凸出块通过调整弹簧二338的弹力作用与调整滑槽二336保持贴合，当调整凸轮二335转动时，调整凸轮二335上的凸出块推动调整滑槽二336移动，调整凸轮二335通过调整皮带二334与调整带轮二339带传动，调整带轮二339与调整电机二340的输出轴固定连接，调整电机二340固定安装在安装平台101上；夹持板301上滑动安装有四个滑动夹板302，滑动夹板302与夹持板301之间设置有夹板弹簧303，每个滑动夹板302上固定安装有一个安装绳二305，安装绳二305固定连接在滚筒307上，滚筒307转动安装在转动座329上，转动座329固定安装在夹持板301上，夹持板301上还设置有小安装座330和大安装座331，小安装座330与夹持电机一306固定安装，大安装座331与夹持电机二309固定安装，滚筒307与带轮四324同轴固定连接，滚筒307与带轮四324的连接轴转动连接在固定架323上，固定架323固定安装在夹持板301上，带轮四324通过夹持皮带321与带轮三320带传动，带轮三320与夹持电机二309的输出轴固定连接；夹持滑动座322固定安装在固定架323上，夹持滑动座322上滑动安装有四个卡杆326，卡杆326上安装有卡杆弹簧327；弧形块319固定安装在齿环308上，弧形块319转动连接在夹持板301上，齿环308转动连接在固定架323上，齿环308与夹持小齿轮325相互啮合，夹持小齿轮325与夹持电机一306的输出轴固定连接。
44.本装置适用于多种带接孔和接头的综合电气工业自动化控制实验仪器，本实施例以常见的多孔插排和插头举例说明，本实施例中的多孔插排可换做需要安装接头的仪器，插头可换做需要安装到仪器上的接头。
45.本装置工作时，将多孔插排放置到夹持板301上，将插头放置到伸缩触头219之间，此时执行电机二205启动驱动凸轮206转动，初始位置凸轮206的最窄处与两侧的接触板212贴合，凸轮206转动时，推动两个接触板212向两侧移动，带动两侧的执行滑杆207在固定板208内滑动，带动执行滑杆207上的安装绳一213移动，安装绳一213使滚轮一214和滚轮二
216转动减少与安装绳一213的摩擦，安装绳一213通过滚轮一214和滚轮二216拉动滑板杆215，使两侧的滑板杆215在固定板208上滑动，带动安装块209和感应板217移动，两个感应板217之间的距离逐渐变小，使感应板217上的伸缩触头219夹住插头，与插头接触的伸缩触头219不同程度的伸缩，由感应板217进行感应，将数据传递给电脑，判断插头的形状和位置。
46.随后执行电机一203启动驱动小齿轮211转动，带动齿圈202在卡圈201内转动，带动插头转动，调整插头位置，同时支撑电机111启动驱动带轮二112转动带动带轮一109转动，带轮一109带动丝杠113转动，带动长滑杆106在安装平台101内滑动，带动滑动杆103在长滑轨102上滑动，带动气缸一104和气缸一104上的滑动安装块105移动，带动与滑动安装块105连接的伸缩杆一107移动，带动执行机构2移动；气缸一104启动，回缩活塞杆，带动滑动安装块105向夹持板301方向滑动，带动执行机构2向下移动。
47.同时夹持电机二309启动带动带轮三320转动，通过夹持皮带321带动带轮四324转动，带动滚筒307和齿槽环328转动，使安装绳二305缠绕在滚筒307上，安装绳二305拉动四个滑动夹板302在夹持板301上滑动，通过滑动夹板302将夹持板301上的多孔插排夹住，此时夹持电机一306启动驱动夹持小齿轮325转动带动齿环308转动，齿环308内的凸起部分与卡杆326接触，推动卡杆326在夹持滑动座322上滑动，将卡杆326卡在齿槽环328的齿槽中，将滚筒307的位置固定，避免滚筒307反转，导致滑动夹板302夹持的多孔插排松动；随后根据执行机构2中夹住的插头的位置，调整电机一313驱动调整带轮一314转动带动调整凸轮一316转动，推动调整滑槽一317，使调整滑槽一317与立板一310之间的伸缩杆二311伸缩，带动与调整滑槽一317固定连接的夹持板301在第一方向上移动；随后调整电机二340驱动调整带轮二339转动，带动调整凸轮二335转动，调整凸轮二335上的凸出块推动调整滑槽二336移动，伸缩杆三333伸缩，调整滑槽二336带动与调整滑槽二336固定连接的夹持板301在第二方向上移动；当夹持板301沿第一方向移动时，夹持板301带动调整滑槽二336在调整滑块二337上滑动，当滑动夹板302沿第二方向移动时，夹持板301带动调整滑槽一317在调整滑块一318上滑动，确保不会发生干涉，此时多孔插排的位置调整完毕，气缸二108根据插头的位置伸缩活塞杆，使执行机构2移动，细微调整插头的位置，随后气缸一104带动滑动安装块105向靠近安装平台101的方向滑动，带动执行机构2向下移动，将执行机构2夹住的插头顺利插入插排中。
48.完成一个插头的插接后，进行下一个插头的插接，工作原理如上，本装置在工作时，可为自动化实验进行展示教学。
49.应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。