步进电机速度控制的教学实验装置的制作方法

本实用新型涉及实验器材，具体地，涉及一种步进电机速度控制的教学实验装置。

背景技术：

步进电机将电脉冲信号转变为角位移或线位移，在非超载的情况下，电机的转速、位置取决于脉冲信号的频率和脉冲个数，而不受负载变化的影响。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，就驱动步进电机安设定的方向转动一个固定的角度，即步距角。

因此可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度。而步进电机和伺服电机的区别在于：控制精度不同；控制方式不同；低频特性不同；过载能力不同；运行性能不同；速度响应性能不同。

在高校的电机控制实验室内，学生需要实践对步进电机与伺服电机实现位置控制和速度控制进行比较等相关实验操作。由于学生要一直重复对步进电机、驱动器和控制器等进行连线，这样很容易造成设备的损坏，所以有必要设计一种方便用于教学实验的步进电机速度控制装置。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种步进电机速度控制的教学实验装置。本实用新型使用方便，设备不易损坏，安全可靠，能够方便高效完成职业教育学生实践教学需求。

根据本实用新型提供的步进电机速度控制的教学实验装置，包括步进电机、联轴器、叶片、测速器、电机驱动器以及控制器；

所述步进电机的输出轴可拆卸的连接所述联轴器；所述联轴器可拆卸的连接所述叶片；

所述测速器，设置在所述叶片的任一侧面，用于测量所述叶片的转速；

所述电机驱动器、所述控制器以及所述步进电机均设置有多个连接端口；所述电机驱动器一方面与所述步进电机之间通过一组连接端口可拆卸电连接，另一方面通过另一组连接端口与所述控制器电连接。

优选地，所述测速器包括转速表和测速电路；

所述测速电路的探测端设置在所述叶片的任一侧面，用于探测所述叶片的转速；

所述转速表与所述测速电路电连接，用于显示所述叶片的转速。

优选地，所述联轴器采用柔性联轴器；

所述控制器采用可编程控制器。

优选地，所述电机驱动器设置有第一连接端口、第二连接端口、第三连接端口、第四连接端口、第五连接端口、第六连接端口、第七连接端口以及第八连接端口；

所述电机驱动器通过第一连接端口、第二连接端口、第三连接端口、第四连接端口与所述步进电机可拆卸电连接；

所述电机驱动器通过第五连接端口、第六连接端口可拆卸电连接电源；

所述电机驱动器通过第七连接端口、第八连接端口可拆卸电连接所述控制器

优选地，所述第五连接端口为cp+端、所述第六连接端口为dir+端；

优选地，所述cp+端和所述dir+端相连接作为共阳端。

优选地，所述第七连接端口为cp-端、所述第八连接端口为dir-端。

优选地，所述第一连接端口、所述第二连接端口、所述第三连接端口、所述第四连接端口分别为a端、/a端、b端、/b端。

优选地，所述步进电机的输出轴、所述联轴器以及所述叶片同轴设置。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

在本实用新型中将步进电机、联轴器、叶片、测速器、电机驱动器以及控制器设置为能够可拆卸连接，从而在实验中对步进电机、联轴器、叶片、测速器、电机驱动器以及控制器进行拆卸和装配，不易造成设备的损坏，便于实验的进行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例中步进电机速度控制的教学实验装置的模块示意图；

图2为本实用新型实施例中步进电机的驱动示意图；

图3为本实用新型实施例中步进电机、控制器以及电机驱动器的连接示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1为本实用新型实施例中步进电机速度控制的教学实验装置的模块示意图，如图1所示，本实用新型提供的步进电机速度控制的教学实验装置，包括步进电机、联轴器、叶片、测速器、电机驱动器以及控制器；

所述步进电机的输出轴可拆卸的连接所述联轴器；所述联轴器可拆卸的连接所述叶片；

所述测速器，设置在所述叶片的任一侧面，用于测量所述叶片的转速；

所述电机驱动器、所述控制器以及所述步进电机均设置有多个连接端口；所述电机驱动器一方面与所述步进电机之间通过一组连接端口可拆卸电连接，另一方面通过另一组连接端口与所述控制器电连接。

在本实用新型一实施例中，所述步进电机的输出轴、所述联轴器以及所述叶片同轴设置。

在本实用新型一实施例中，所述测速器包括转速表和测速电路；

所述测速电路的探测端设置在所述叶片的任一侧面，用于探测所述叶片的转速；

所述转速表与所述测速电路电连接，用于显示所述叶片的转速。

所述联轴器采用柔性联轴器；所述控制器采用可编程控制器。

图2为本实用新型实施例中步进电机的驱动示意图，如图2所示，所述控制器通过电机驱动器电连接所述步进电机，进行所述步进电机的控制。

图3为本实用新型实施例中步进电机、控制器以及电机驱动器的连接示意图，如图3所示，在本实用新型一实施例中，所述电机驱动器设置有第一连接端口、第二连接端口、第三连接端口、第四连接端口、第五连接端口、第六连接端口、第七连接端口以及第八连接端口；

所述电机驱动器通过第一连接端口、第二连接端口、第三连接端口、第四连接端口与所述步进电机可拆卸电连接；

所述电机驱动器通过第五连接端口、第六连接端口可拆卸电连接电源；

所述电机驱动器通过第七连接端口、第八连接端口可拆卸电连接所述控制器

在本实用新型一实施例中，所述第五连接端口为cp+端、所述第六连接端口为dir+端；所述cp+端和所述dir+端相连接作为共阳端。所述第七连接端口为cp-端、所述第八连接端口为dir-端。所述第一连接端口、所述第二连接端口、所述第三连接端口、所述第四连接端口分别为a端、/a端、b端、/b端。

所述步进电机同样设置有与所述电机驱动器的a端、/a端、b端、/b端相对应的a端、/a端、b端、/b端。

所述电机驱动器的面板端子引入dc24v电源。

在本实用新型一实施例中，所述控制器设置有通信接口，便于与pc端实时通信，控制器输出的脉冲信号到电机驱动器，电机驱动器控制步进电机转动，通过测速电路实现速度测量，通过转速表读出步进电机的实际转速，验证步进电机速度与脉冲频率之间的关系。

在本实用新型实施例中将步进电机、联轴器、叶片、测速器、电机驱动器以及控制器设置为能够可拆卸连接，从而在实验中对步进电机、联轴器、叶片、测速器、电机驱动器以及控制器进行拆卸和装配，不易造成设备的损坏，便于实验的进行。

本实用新型针对职业教育学生实践教学需求，完成相应步进电机控制的相关实践项目的研制与开发，能够实现对步进电机的位置控制和速度控制等。经实验室使用证明，这种组合式步进电机控制模块化设置，结构简单，制作经济，实验使用方便。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。