[发明专利]一种平衡球滚动控制示教系统装置

权利要求书

1.一种平衡球滚动控制示教系统装置，包括作为基础平台的平台架(1)以及左端经横转轴(2)转动铰链在平台架(1)中的摆动杆(3)和设置在该摆动杆(3)上能沿摆动杆(3)导向来回滚动的平衡球(4)，其特征是：所述的摆动杆(3)的右端为自由端，该摆动杆(3)的右端设有直线导轨副(5)；所述的直线导轨副(5)包括固定在摆动杆(3)右端一侧面上的直线导轨(51)和与该直线导轨(51)滑动配合的导轨滑块(52)；所述的平台架(1)中纵向安装有滚珠丝杠副(6)，所述的滚珠丝杠副(6)包括受步进电机(7)驱动的丝杠(61)和与丝杠(61)螺旋配合能沿丝杠(61)上下移动的丝杠滑块(62)，所述的丝杠滑块(62)与导轨滑块(52)相连接；所述的平台架(1)上安装在单片机，所述的摆动杆(3)上间隔设有多个与单片机信号相连的平衡球位置传感器(8)，所述的平台架(1)中安装有用于限定丝杠滑块(62)移动最大上限的上限位置传感器(91)和用于限定丝杠滑块(62)移动最大下限的下限位置传感器(92)，所述的单片机依据平衡球位置传感器(8)反馈的平衡球滚动位置信号以及上限位置传感器(91)反馈的丝杠滑块(62)的上限信号和下限位置传感器(92)反馈的丝杠滑块(62)的下限信号经内部综合运算处理后电信号控制步进电机(7)的旋转方向，该步进电机(7)旋转驱动滚珠丝杠副(6)利用直线导轨副(5)带动摆动杆(3)以横转轴(2)为旋转轴心上下旋转调节摆动杆(3)的倾斜角度控制平衡球(4)的预定运动轨迹，实现平衡球(4)在摆动杆(3)上静止或做周期性往复滚动的精控示教。

2.根据权利要求1所述的一种平衡球滚动控制示教系统装置，其特征是：所述的摆动杆(3)为断面呈正方形的铝合金空心管，该摆动杆(3)的上端面成型有凹入的用于为平衡球(4)的滚动提供导向的轨道槽(3a)，所述的平衡球(4)放置在该轨道槽(3a)中，所述的摆动杆(3)的左端设置有限定平衡球(4)处于最左端位置的左限位挡板(31)，该摆动杆(3)的右端设置有限定平衡球(4)处于最右端位置的右限位挡板(32)。

3.根据权利要求2所述的一种平衡球滚动控制示教系统装置，其特征是：所述的直线导轨(51)加工有燕尾形导向槽道(51a)，所述的导轨滑块(52)设置于该燕尾形导向槽道(51a)中并能沿燕尾形导向槽道(51a)来回滑动，所述的导轨滑块(52)的横截面呈梯形结构，该导轨滑块(52)上成型有与丝杠滑块(62)转动相连接的连接柱(521)。

4.根据权利要求3所述的一种平衡球滚动控制示教系统装置，其特征是：所述的丝杠(61)的外周面加工有外螺纹，所述的丝杠滑块(62)加工有与该外螺纹螺旋配合的螺纹孔(62b)，所述的丝杠滑块(62)成型有连接腔(62a)，所述的连接柱(521)伸入到该连接腔(62a)中，并且连接柱(521)位于连接腔(62a)的部分上套装有使导轨滑块(52)能相对丝杠滑块(62)旋转连接的推力轴承(A)以及防止推力轴承(A)脱出的挡圈(B)。

5.根据权利要求4所述的一种平衡球滚动控制示教系统装置，其特征是：所述的平台架(1)为由四根立柱(11)、四根长横杆(12)和至少四根短横杆(13)通过焊接或通过三角件(14)组装构成的一种长立方形框架；所述的横转轴(2)的两端定位支撑在两相应的立柱(11)上，所述的摆动杆(3)的左端加工有转轴孔，该转轴孔中安装有与横转轴(2)转动穿设配合的摆动杆轴承。

6.根据权利要求5所述的一种平衡球滚动控制示教系统装置，其特征是：所述的摆动杆(3)上采用自攻螺钉安装有传感器支架(81)，所述的传感器支架(81)呈L形，所述的平衡球位置传感器(8)安装在传感器支架(81)上。

7.根据权利要求6所述的一种平衡球滚动控制示教系统装置，其特征是：所述的摆动杆(3)上间隔设有三个平衡球位置传感器(8)，三个所述的平衡球位置传感器(8)由左至右依次为A0传感器、A1传感器和A2传感器。

8.根据权利要求7所述的一种平衡球滚动控制示教系统装置，其特征是：所述的单片机的型号为MSP430或PLC S7-1200；所述的轨道槽(3a)为球弧形轨道槽或为梯形轨道槽。