[发明专利]一种用于教学的板球控制装置及系统

说明书

本发明涉及教学仪器技术领域，具体公开了一种用于教学的板球控制装置，其中，包括：底座，底座上设置驱动控制机构、机械运动机构和图像采集机构，驱动控制机构和图像采集机构均能够与上位机通信连接，机械运动机构与驱动控制机构连接，图像采集机构位于机械运动机构的上方；驱动控制机构能够根据上位机的实验教学算法的实验控制指令驱动机械运动机构进行运动；图像采集机构能够采集机械运动机构的运动图像，并将运动图像发送至上位机，以使得上位机能够显示实验结果并能够根据运动图像验证实验教学算法进行性能分析。本发明还公开了一种用于教学的板球控制系统。本发明提供的用于教学的板球控制装置方便对各种控制类的实验教学算法的验证。

技术领域

本发明涉及教学仪器技术领域，尤其涉及一种用于教学的板球控制装置及一种用于教学的板球控制系统。

背景技术

板球控制系统是一个典型的多变量、非线性的复杂的机械系统和计算机控制系统，涉及机械结构设计、电机驱动、图像处理、控制算法等理论知识。它通过摄像头采集球的位置信息，经过相应的控制算法计算后，来控制平板运动，从而使球运动到理想位置。综上所述，对板球系统的研究具有深远意义。作为一个良好的实验平台对象，它不仅有助于帮助学生更好的理解大学期间学习的控制理论相关课程，也为后续科研奠定了坚实的基础。

当前远程教学成为一大热点。对于大学教育，尤其是对工科知识的学习，物理实验是一个重要的过程。

但就目前的教学器材而言，这种物理实现（实验）并不能远程操控。同时，现在基于传统机器视觉识别小球的方法，虽然可以识别到小球的位置，但是对于识别环境的要求过高，在识别环境中不能出现与小球颜色相近的色块，否则会造成极大的干扰。

因此，如何提供一种方便远程教学的实验教学仪器成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种用于教学的板球控制装置及一种用于教学的板球控制系统，解决相关技术中存在的实验教学仪器不方便远程教学的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种用于教学的板球控制装置，其中，包括：底座，底座上设置驱动控制机构、机械运动机构和图像采集机构，所述驱动控制机构和所述图像采集机构均能够与上位机通信连接，所述机械运动机构与所述驱动控制机构连接，所述图像采集机构位于所述机械运动机构的上方；

所述驱动控制机构能够根据上位机的实验教学算法的实验控制指令驱动机械运动机构进行运动；

所述机械运动机构能够根据所述上位机的实验控制指令进行运动；

所述图像采集机构能够采集所述机械运动机构的运动图像，并将所述运动图像发送至所述上位机，以使得所述上位机能够显示实验结果并能够所述根据所述运动图像验证实验教学算法进行性能分析。

进一步地，所述机械运动机构包括：转动平衡板、第一圆柱齿轮组、第二圆柱齿轮组、内圆柱齿轮组和外圆柱齿轮组，所述第一圆柱齿轮组和所述第二圆柱齿轮组均与所述驱动控制机构连接，所述外圆柱齿轮组与所述第一圆柱齿轮组连接，所述内圆柱齿轮组与所述第二圆柱齿轮组连接，所述外圆柱齿轮组的外侧连接有与所述外圆柱齿轮组处于同一平面的固定框架，所述内圆柱齿轮组与所述固定框架连接，所述外圆柱齿轮组与所述转动平衡板连接，

所述第一圆柱齿轮组能够在所述驱动控制机构的驱动下带动所述外圆柱齿轮组运动，以带动所述转动平衡板在第一平面运动；

所述第二圆柱齿轮组能够在所述驱动控制机构的驱动下带动所述内圆柱齿轮组运动，以带动所述转动平衡板在第二平面运动。

进一步地，所述第一平面和所述第二平面垂直。