專利名稱：便攜式倒立擺裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及倒立擺系統(tǒng)，尤其涉及便攜式倒立擺裝置。
背景技術：
倒立擺系統(tǒng)是一個非線性自然不穩(wěn)定系統(tǒng)，是進行控制理論教學及開展各種控制實驗的理想實驗平臺。許多抽象的控制概念如控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性、魯棒性、系統(tǒng)收斂速度和系統(tǒng)抗干擾能力等，都可以通過倒立擺系統(tǒng)直觀地表現(xiàn)出來。除教學用途外，由于倒立擺系統(tǒng)的高階次、不穩(wěn)地、多變量、非線性和強耦合等特性使得許多現(xiàn)代控制理論的研究人員一直將它視為研究對象。他們不斷從研究倒立擺控制方法中挖掘出新的控制方法，并將其應用于航天科技和機器人等各種高新科技領域。 倒立擺基座運動形式不同有直線倒立擺、環(huán)形倒立擺和平面倒立擺；擺桿數(shù)量不同有一級、二級、三級及多級倒立擺。直線型倒立擺結構簡單、形象直觀、構件參數(shù)易改變和性價比高常被廣泛使用。直線型倒立擺工作原理是擺桿通過一活動連接件豎直安裝在小車上，小車與傳動機構相連，小車置于導軌上，伺服驅(qū)動器發(fā)送控制信號，驅(qū)動伺服電機轉(zhuǎn)動，從而伺服電機通過傳動機構驅(qū)動小車在導軌上做水平直線運動來控制擺桿的倒立。現(xiàn)有的倒立擺系統(tǒng)不方便攜帶。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術中的問題，本實用新型提供了一種便攜式倒立擺裝置。本實用新型提供了一種便攜式倒立擺裝置，包括容納腔、控制器、倒立擺本體，所述控制器與所述倒立擺本體置于所述容納腔內(nèi)，所述倒立擺本體包括滑動機構，所述控制器與所述倒立擺本體相連、且控制滑動機構的移動。作為本實用新型的進一步改進，所述倒立擺本體還包括傳動機構、以及驅(qū)動所述滑動機構移動的驅(qū)動機構，所述驅(qū)動機構與所述控制器相連，所述傳動機構分別與所述驅(qū)動機構和所述滑動機構相連。作為本實用新型的進一步改進，所述驅(qū)動機構包括直流電機。作為本實用新型的進一步改進，所述傳動機構包括傳動帶和定點轉(zhuǎn)軸，所述傳動帶套裝于所述直流電機的轉(zhuǎn)動軸外表面與所述定點轉(zhuǎn)軸外表面，所述滑動機構與所述傳動帶固定連接。作為本實用新型的進一步改進，所述滑動機構包括滑塊、連接桿、擺桿，所述連接桿一端可拆式的垂直安裝在所述滑塊上，所述連接桿另一端與所述擺桿為活動連接，所述滑塊與所述傳動帶固定連接在一起。作為本實用新型的進一步改進，所述倒立擺本體還包括軌道，所述滑塊安裝在所述軌道上，且所述滑塊能夠在所述軌道上移動。作為本實用新型的進一步改進，所述控制器設有數(shù)據(jù)通訊端口。[0013]作為本實用新型的進一步改進，所述數(shù)據(jù)通訊端口為USB接口。作為本實用新型的進一步改進，該便攜式倒立擺裝置還包括與所述容納腔相適配的蓋體。本實用新型的有益效果是因為所述控制器與所述倒立擺本體置于所述容納腔內(nèi)，所以該便攜式倒立擺裝置便于攜帶。

圖I是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型的結構示意圖，其中不包括容納腔及蓋體。
具體實施方式
如圖I和圖2所示，本實用新型公開了一種便攜式倒立擺裝置，包括容納腔I、控制器2、倒立擺本體，所述控制器2與所述倒立擺本體置于所述容納腔I內(nèi)，所述倒立擺本體包括滑動機構，所述控制器2與所述倒立擺本體相連、且控制滑動機構的移動。所述倒立擺本體還包括傳動機構、以及驅(qū)動所述滑動機構移動的驅(qū)動機構，所述驅(qū)動機構與所述控制器2相連，所述傳動機構分別與所述驅(qū)動機構和所述滑動機構相連。所述驅(qū)動機構包括直流電機3。所述傳動機構包括傳動帶4和定點轉(zhuǎn)軸5,所述傳動帶4套裝于所述直流電機3的轉(zhuǎn)動軸外表面與所述定點轉(zhuǎn)軸5外表面，所述滑動機構與所述傳動帶4固定連接。所述滑動機構包括滑塊6、連接桿7、擺桿8，所述連接桿7 —端可拆式的垂直安裝在所述滑塊6上，所述連接桿7另一端與所述擺桿8為活動連接，所述滑塊6與所述傳動帶4固定連接在一起。因為連接桿7—端可拆式的垂直安裝在所述滑塊6上，所以當需要攜帶該便攜式倒立擺裝置時，將連接桿7從滑塊6上拆下，然后將連接桿7及擺桿8放入容納腔I內(nèi)，非常方便，便于攜帶。所述倒立擺本體還包括軌道9，所述滑塊6安裝在所述軌道9上，且所述滑塊6能夠在所述軌道9上移動。所述控制器2設有數(shù)據(jù)通訊端口。所述數(shù)據(jù)通訊端口為USB接口。該便攜式倒立擺裝置還包括與所述容納腔I相適配的蓋體10。便攜式倒立擺裝置的輸入為滑塊6的位移和擺桿8相對的傾斜角度，計算機在每一個采樣周期中采集來自傳感器的滑塊6的實際位置與擺桿8的實際角度信號，與期望值進行比較后，通過控制算法的到控制量，再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換驅(qū)動直流電機3運動實現(xiàn)倒立擺的實施控制。直流電機3通過傳動帶4帶動滑塊6在固定的軌道9上運動，擺桿8與連接桿7另一端為活動連接，能以此點為軸心使擺桿8能在垂直的平面上自由地擺動。作用力平行于軌道9的方向作用于滑塊6，使擺桿8繞小車上的軸在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，滑塊6沿著水平軌道9運動。當沒有作用力時，擺桿8處于豎直向下位置。為了使擺桿8擺動或達到豎直向上的穩(wěn)定，需要給滑塊6 —個控制力，使其在軌道9上被往前或朝后拉動。本實用新型的便攜式倒立擺裝置高度集成化，體積小，質(zhì)量小，體積僅620 X 350 X 200mm,重12kg，便于攜帶；而且控制器2采用USB接口，方便與大多數(shù)計算機連接使用。[0026]以上內(nèi)容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當 視為屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種便攜式倒立擺裝置，其特征在于包括容納腔、控制器、倒立擺本體，所述控制器與所述倒立擺本體置于所述容納腔內(nèi)，所述倒立擺本體包括滑動機構，所述控制器與所述倒立擺本體相連、且控制滑動機構的移動。
2.根據(jù)權利要求I所述的便攜式倒立擺裝置，其特征在于所述倒立擺本體還包括傳動機構、以及驅(qū)動所述滑動機構移動的驅(qū)動機構，所述驅(qū)動機構與所述控制器相連，所述傳動機構分別與所述驅(qū)動機構和所述滑動機構相連。
3.根據(jù)權利要求2所述的便攜式倒立擺裝置，其特征在于所述驅(qū)動機構包括直流電機。
4.根據(jù)權利要求3所述的便攜式倒立擺裝置，其特征在于所述傳動機構包括傳動帶和定點轉(zhuǎn)軸，所述傳動帶套裝于所述直流電機的轉(zhuǎn)動軸外表面與所述定點轉(zhuǎn)軸外表面，所述滑動機構與所述傳動帶固定連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的便攜式倒立擺裝置，其特征在于所述滑動機構包括滑塊、連接桿、擺桿，所述連接桿一端可拆式的垂直安裝在所述滑塊上，所述連接桿另一端與所述擺桿為活動連接，所述滑塊與所述傳動帶固定連接在一起。
6.根據(jù)權利要求5所述的便攜式倒立擺裝置，其特征在于所述倒立擺本體還包括軌道，所述滑塊安裝在所述軌道上，且所述滑塊能夠在所述軌道上移動。
7.根據(jù)權利要求I至6任一項所述的便攜式倒立擺裝置，其特征在于所述控制器設有數(shù)據(jù)通訊端口。
8.根據(jù)權利要求7所述的便攜式倒立擺裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)通訊端口為USB接口。
9.根據(jù)權利要求8所述的便攜式倒立擺裝置，其特征在于該便攜式倒立擺裝置還包括與所述容納腔相適配的蓋體。
專利摘要本實用新型提供了一種便攜式倒立擺裝置，包括容納腔、控制器、倒立擺本體，所述控制器與所述倒立擺本體置于所述容納腔內(nèi)，所述倒立擺本體包括滑動機構，所述控制器與所述倒立擺本體相連、且控制滑動機構的移動。本實用新型的有益效果是因為所述控制器與所述倒立擺本體置于所述容納腔內(nèi)，所以該便攜式倒立擺裝置便于攜帶。
文檔編號G09B25/02GK202534258SQ201220144800
公開日2012年11月14日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權日2012年4月9日
發(fā)明者曹博, 杜浩藩, 楊伽利 申請人:深圳市元創(chuàng)興科技有限公司