[發明專利]基于滾球控制系統的自動化教學用具

在審

• 申請號: 201810139564.1
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108230865A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 王冠凌;李明;儲洪賓;王正剛;何正龍
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 楊紅梅

本發明公開了一種基于滾球控制系統的自動化教學用具，涉及小球運動控制教學用具，包括依次電連接的單片機、驅動電路和直線電機，直線電機連接控制安裝在平臺上的球，平臺上設有連接單片機的紅外定位裝置用來定位球的位置，直線電機的輸出端連接有角度檢測模塊到單片機構成第二反饋回路，角度檢測模塊檢測平臺和球的運動數據。本發明通過在平臺上設置紅外定位裝置和角度檢測模塊，解決了滾球運動的不可控問題，具有使用方便、操作容易省力、學生觀察方便等優點。

技術領域

本發明涉及小球運動控制教學用具，其中涉及到機器視覺、圖像處理、運動控制以及智能控制，具體涉及到基于滾球控制系統的自動化教學用具。

背景技術

自動化專業是一門綜合性學科專業，以自動控制領域為主要理論基礎，以電子技術、計算機信息技術、傳感器與檢測技術等為主要技術手段，對各種自動化裝置和系統實施控制。在學習運動控制等等理論知識時，由于理論知識晦澀難懂，大部分學生沒有實際動手經驗或者觀覽經歷，經常是知其然不知其所以然。為了解決這一學習問題，本發明對這一些知識進行靈活運動，開發一款發明—基于滾球控制系統的自動化教學用具，涵括機器視覺、圖像處理、運動控制以及智能控制等知識。在滾球系統運動的過程中，將知識以實際物品進行展示，化無形的知識于有型，這一點對學生是有很大益處的，可以讓學生更加容易的去消化課本理論知識。

發明內容

根據以上現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提出一種基于滾球控制系統的自動化教學用具，通過在平臺上設置紅外定位裝置和角度檢測模塊，解決了滾球運動的不可控問題，具有使用方便、操作容易省力、學生觀察方便等優點。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：基于滾球控制系統的自動化教學用具，包括依次連接的單片機、驅動電路和直線電機，直線電機連接控制平臺的上平板,上平板為一圓形平面，位于下平板上方,下平板為一大于上平板的圓形平面，通過6個直線電機將上平板和下平板進行連接，平臺上設有連接單片機的紅外定位裝置用來定位球的位置，直線電機的輸出端連接有角度檢測模塊到單片機構成第二反饋回路，角度檢測模塊檢測平臺和球的運動數據，即檢測平臺在運動過程中的傾斜角度以及小球在平臺上運動的實時位置，通過將這二者的數據反饋至控制系統。

上述裝置中,所述驅動電路包括六個驅動模塊，每個驅動模塊分別控制一個直線電機，共驅動六個直線電機。所述平臺設有底座，底座用于固定直線電機，直線電機連接上平板用來帶動上平板運動。所述紅外定位裝置安裝在上平板的上方，角度檢測模塊固定在上平板的下方。所述紅外定位裝置由垂直于坐標系的多組紅外對管組成。基于滾球控制系統的自動化教學用具通過直流穩壓電源模塊連接外界電源。所述單片機連接有顯示屏。

本發明有益效果是:1)、本系統通過紅外定位裝置感知平板在運動過程中小球的位置。 2)、本系統通過角度檢測模塊可以感知平臺在運動過程中的角度姿態變化。3)、本裝置通過控制器控制下的兩種閉環設計可以及時的對系統的變化做出響應。4)、本裝置結構簡單，易于操作，便于展示。

附圖說明

下面對本說明書附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明：

圖1是本發明的具體實施方式的基于滾球控制系統的自動化教學用具的工作框圖。

圖2是本發明的具體實施方式的紅外定位裝置的示意圖。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發明的具體實施方式如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。