[發明專利]一種多功能三維運動教學演示裝置

在審

• 申請號: 201710233205.8
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN106952558A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 彭宇林;安軻;江健;李惠鑾;黃江;代高倫
• 申請（專利權）人: 廣西職業技術學院
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 廣西南寧明智專利商標代理有限責任公司45106
• 代理人: 農勁風

技術領域

本發明涉及一種教學演示裝置，具體是一種多功能三維運動教學演示裝置，屬于教學用具技術領域。

背景技術

在目前的高等職業教育中，對機電及自動化類專業學生進行數控機床的三維運動控制教學講解時，普遍缺乏相應的演示裝置。市場上雖然有很多數控雕刻機、3D打印機、激光打碼機等成熟的產品可以作為替代演示裝置，但成熟產品往往價格昂貴且功能相對單一，更重要的是，成熟產品一般結構復雜，很多運動部件都被遮蔽起來，不容易讓學生直觀地觀測到三維運動的具體實現方式，不利于教學的展開。

為此，我們希望能開發一種集機械設計、電子技術和運動控制理論等機電一體化技術為一體的多功能三維運動教學演示裝置，通過更換不同的部件可用于分別演示數控雕刻機、3D打印機、激光打碼機等機器的工作過程，而且裝置結構簡單，能夠讓學生直觀的觀測到三維運動的具體實現方式，以更好地為學生進行教學演示，提高教學成效。

發明內容

本發明的目的是提供一種多功能三維運動教學演示裝置，以解決目前學校教學中缺乏合適的演示裝置導致影響教學效果的問題。

本發明所采取的具體技術方案如下：

一種多功能三維運動教學演示裝置，其底部前后兩側各設有一塊橫向立置的底座支撐板，兩底座支撐板內側左右兩邊各連接有一條縱向的Y軸導軌座，兩Y軸導軌座上各固定安裝有一條縱向的Y軸導軌，兩底座支撐板內側中部還通過軸承架設有縱向的Y軸滾珠絲桿，Y軸滾珠絲桿由安裝在前側底座支撐板上的Y軸驅動電機驅動，兩底座支撐板的上端面固定鋪設有帶縱向十字形長槽的工作臺；在左右兩Y軸導軌上架設有一個龍門架，龍門架由穿過工作臺下方的橫向平底板和固定連接在平底板左右兩側的兩個龍門立柱組成，平底板的底面左右兩側各固定設有兩個Y軸滑塊，左右兩側的Y軸滑塊分別滑動連接在左右兩側的Y軸導軌上，平底板的底面中部還固定設有Y軸滾珠絲桿螺母，Y軸滾珠絲桿螺母對應活動連接在Y軸滾珠絲桿上。

在龍門架左右兩龍門立柱上端的內側連接有兩條上下排列的橫向的X軸導軌座，兩X軸導軌座上各固定安裝有一條橫向的X軸導軌，兩龍門立柱內側在上下兩X軸導軌中間的位置還通過軸承架設有橫向的X軸滾珠絲桿，X軸滾珠絲桿由安裝在左側龍門立柱上的X軸驅動電機驅動；在上下兩X軸導軌上架設有一個匚形架，匚形由立置平板和固定連接在立置平板上下兩側并向前伸出的兩塊水平支板組成，立置平板的背面上下兩側各固定設有兩個X軸滑塊，上下兩側的X軸滑塊分別滑動連接在上下兩側的X軸導軌上，立置平板的背面中部還固定設有X軸滾珠絲桿螺母，X軸滾珠絲桿螺母對應活動連接在X軸滾珠絲桿上。

在匚形架上下兩水平支板的內側左右兩邊各連接有一條豎直的Z軸導軌，兩水平支板內側中部通過軸承架設有豎直的Z軸滾珠絲桿，Z軸滾珠絲桿由安裝在上水平支板上的Z軸驅動電機驅動，在左右兩側的Z軸導軌上架設有一個主軸電機固定底板，主軸電機固定底板的背面左右兩側各固定設有兩個Z軸滑塊，左右兩側的Z軸滑塊分別滑動連接在左右兩側的Z軸導軌上，主軸電機固定底板的背面中部還固定設有Z軸滾珠絲桿螺母，Z軸滾珠絲桿螺母對應活動連接在Z軸滾珠絲桿上；主軸電機通過固定座安裝在主軸電機固定底板上。

所述X軸驅動電機、Y軸驅動電機、Z軸驅動電機均采用57系列步進電機，各驅動電機均通過聯軸器與相應的滾珠絲桿相連接。

所述X軸導軌和X軸滑塊、Y軸導軌和Y軸滑塊、Z軸導軌和Z軸滑塊均采用SBR20帶支托導軌和SBR20滑塊，所述X軸導軌座和Y軸導軌座均采用帶有T形長槽的空心鋁型材。

本裝置用于演示數控雕刻機時，在主軸電機的輸出端連接相應的刀具即可實現，需要演示3D打印機或激光打碼機時，需將所述主軸電機替換為3D打印頭或激光頭，并將固定座替換為與3D打印頭或激光頭相匹配的類型。

本多功能三維運動教學演示裝置的優點為：通過更換不同的部件本裝置可用于分別演示數控雕刻機、3D打印機、激光打碼機等機器的工作過程，而且本裝置結構簡單，三軸聯動的具體部件均直接顯露出來，能夠讓學生直觀的觀測到三維運動的具體實現方式，因此有助于學生對數控機器三維運動控制的理解，具有很好的教學演示效果。

附圖說明

圖1為本發明的立體結構示意圖。

圖2為本發明的正向視圖。

圖3為圖2的A-A剖面圖。