[實用新型]一種多功能磁懸浮電梯控制示教儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620426029.0
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN206148017U
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王呈;謝佳誠;明坤;吳世杰;王憲;冒佳儀;陳巧媛;苗炳祺
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種教學(xué)儀器，特別涉及一種多功能磁懸浮電梯控制示教儀，該示教儀可用于磁懸浮電梯運行控制原理演示，提供學(xué)生進行控制算法調(diào)試的實物仿真平臺。

背景技術(shù)

磁懸浮電梯基于電磁感應(yīng)原理，由于免除了鋼絲繩等磨損部件，受到廣泛關(guān)注。電梯屬于特種設(shè)備，難以搬進教學(xué)課堂。現(xiàn)場調(diào)試機會缺乏使得學(xué)生在掌握磁懸浮電梯控制原理時，僅能通過課本或軟件仿真進行，老師講解困難，學(xué)生缺乏實踐動手機會。目前，關(guān)于磁懸浮電梯控制設(shè)備的報道較少，市場上也沒有相關(guān)磁懸浮電梯控制示教產(chǎn)品銷售。基于上述現(xiàn)狀，有必要研發(fā)一套實物仿真設(shè)備，能夠用于磁懸浮電梯控制原理講解與演示，提供學(xué)生控制算法設(shè)計與調(diào)試的實物仿真平臺，由此引出了本實用新型技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型的目的是提供一種多功能磁懸浮電梯控制示教儀，該示教儀可以向?qū)W生演示磁懸浮電梯控制原理，提供學(xué)生進行控制算法設(shè)計與調(diào)試的實物仿真平臺。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是提供一種多功能磁懸浮電梯控制示教儀，主要包括內(nèi)容如下：

(1)該示教儀包括單相異步直線電機、電梯導(dǎo)軌、仿真轎廂、梯井支架以及傳感器檢測與控制單元等主要部件，電梯導(dǎo)軌被法蘭座固定在梯井支架。

(2)加速度(速度)檢測模塊可以檢測仿真轎廂的運行加速度和速度；基于霍爾元件的位置檢測模塊可以檢測轎廂的運行位置；質(zhì)量檢測模塊可以獲得仿真轎廂的載重。

(3)轎廂載重信息、位置信息通過(信號)導(dǎo)線發(fā)送到控制處理模塊，加速度(速度)信息通過無線通信模塊發(fā)送到控制處理模塊。

(4)控制單元的控制算法，能夠結(jié)合傳感器檢測信息對直線電機進行控制，模擬電梯完成加減速、勻速、懸停運行，實現(xiàn)模擬磁懸浮電梯運行控制演示。

(5)控制處理模塊支持程序上傳調(diào)試，為學(xué)生提供算法調(diào)試平臺，控制處理模塊具有數(shù)據(jù)存儲功能，可以存儲仿真轎廂的運行數(shù)據(jù)。控制處理模塊具有控制算法評估功能可根據(jù)運行數(shù)據(jù)，對不同控制算法進行性能比較。

本實用新型的效果是：能夠?qū)崿F(xiàn)仿真轎廂沿導(dǎo)軌在模擬電梯井道內(nèi)進行勻速運行，模擬電梯加減速、勻速運行并在不同樓層停靠，完成懸停。對單相異步直線電機的反饋控制、磁懸浮電梯的運行控制機理進行演示。質(zhì)量檢測模塊、霍爾元件、加速度(速度)傳感器的檢測分別能夠提供控制處理模塊轎廂的載重信息、運行位置信息和速度、加速度信息。多類傳感器的使用有助于教學(xué)活動對傳感器的講解演示。控制處理模塊能夠?qū)Ψ抡骐娞葸\行過程信息(速度、加速度)和轎廂載重信息進行記錄存儲，并設(shè)計有控制算法評估部對控制算法性能進行評估，控制程序可上傳，方便學(xué)生基于該仿真實物平臺設(shè)計、調(diào)試控制算法。本實用新型可用于傳感器教學(xué)、磁懸浮電梯控制演示、電機控制演示、電機控制算法設(shè)計與調(diào)試等教學(xué)活動中，有效提升教學(xué)效果。

附圖說明

圖1是本實用新型的示教儀系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本實用新型的示教儀控制處理模塊功能框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體附圖1、和附圖2對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實施方案的示教儀系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本實施方案的示教儀控制處理模塊功能框圖。

如圖1所示，示教儀結(jié)構(gòu)系由電梯導(dǎo)軌1、無線通信模塊2、加速度(速度)傳感器3、磁鐵塊4、霍爾元件5、質(zhì)量檢測模塊6、法蘭座7、梯井支架8、仿真轎廂9、單相異步直線電機10、電機控制線11、電機驅(qū)動模塊12、控制處理模塊13、顯示模塊14、導(dǎo)線15、220V電源16、數(shù)據(jù)線17、按鍵18組成。

電梯導(dǎo)軌1、法蘭座7、梯井支架8、仿真轎廂9、單相異步直線電機10構(gòu)成示教儀基本物理結(jié)構(gòu)，法蘭座7用于將電梯導(dǎo)軌1固定于梯井支架8上。示教儀在運行過程中，220V電源16對電機驅(qū)動模塊12進行供電。按鍵18發(fā)送控制指令經(jīng)數(shù)據(jù)線17至控制處理模塊13，產(chǎn)生控制信號再通過數(shù)據(jù)線17發(fā)送給電機驅(qū)動模塊12，電機驅(qū)動模塊通過電機控制線11驅(qū)動單相異步直線電機10，控制仿真轎廂9加減速、勻速與懸停運行。

加速度(速度)傳感器3、磁鐵塊4、霍爾元件5、質(zhì)量檢測模塊6用于示教儀系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)采集，霍爾元件5通過感應(yīng)磁鐵塊4測量轎廂位移量，質(zhì)量檢測模塊6用于測量轎廂總重量(載重)，加速度(速度)傳感器3用于測量轎廂運行過程中的加速度(速度)，無線通信模塊2將加速度(速度)數(shù)據(jù)發(fā)送給控制處理模塊13，而轎廂位移量、載重均通過導(dǎo)線15傳輸?shù)娇刂铺幚砟K13。