關(guān)由自動(dòng)出庫(kù)單元的處理器控制。
[0033]其中，自動(dòng)出庫(kù)單元根據(jù)領(lǐng)用終端的PC機(jī)得到的學(xué)生選擇器件信息(器件名稱、個(gè)數(shù))，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)匠鰩?kù)單元的處理器，由處理器控制機(jī)械部分準(zhǔn)確地到達(dá)所指定位置選取器材并傳送到選取器材終端。自動(dòng)出庫(kù)裝置分為機(jī)械和電子設(shè)計(jì)兩部分。
[0034]在機(jī)械單元中，其基本結(jié)構(gòu)為輸送帶支架、皮帶及輥軸、電動(dòng)機(jī)，其中，輸送帶安裝在整個(gè)輸送帶支架上，在輸送帶支架的兩端設(shè)置有伸縮裝置，方便皮帶的張緊。所用的輸送帶根據(jù)所需理化性能選擇合適的材料制成，一般選用聚酯織物芯輸送帶。輸送帶在輥軸帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，輥軸可從市場(chǎng)上購(gòu)買，一般由轉(zhuǎn)軸、軸承、擋圈及輥套組成。電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)輥軸實(shí)現(xiàn)輸送帶的移動(dòng)，考慮到實(shí)驗(yàn)室環(huán)境大小，一般選擇傳動(dòng)速度0-0.5m/s的小功率帶調(diào)速功能的減速電機(jī)，例如51K60RGN-CF減速電機(jī)，其工作電壓為220v，輸出功率為60w,輸出轉(zhuǎn)速為50-100轉(zhuǎn)/min，自帶調(diào)速功能。與該電機(jī)相匹配的鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)有增速機(jī)構(gòu)。通過(guò)采用鏈傳動(dòng)，避免了彈性滑動(dòng)和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，需要的張緊力小，作用在軸上的徑向壓力也小，可減少軸承的摩擦損失。
[0035]鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以根據(jù)電機(jī)的工作參數(shù)做相應(yīng)調(diào)整。具體到本發(fā)明所用的51K60RGN-CF，采用的鏈條參數(shù)為鏈輪齒數(shù)傳動(dòng)比0.52、鏈條節(jié)數(shù)47節(jié)、鏈條節(jié)距6mm、中心距 84mmη
[0036]在上述結(jié)構(gòu)中，主動(dòng)鏈輪分度圓直徑D1 = 56mm，從動(dòng)鏈輪分度圓直徑D2 = 28mm ；內(nèi)鏈板高度:hl = 4.8mm,h2 = 2.4mm ;鏈輪齒寬:bbl = 4mm,bb2 = 4mm。如上參數(shù)僅為一種示例。
[0037]在上述中，所用輸送帶輥軸采用60000系列的深溝球軸承，例如61801深溝球軸承，即可與輥套及轉(zhuǎn)軸配合。
[0038]在控制單元中，由于處理器只需要控制簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)變量，為降低成本，提高系統(tǒng)的可靠性，所述處理器優(yōu)選采用STC系列的單片機(jī)，例如具有雙串口的STC12C5A60AD單片機(jī)。
[0039]在控制單元的電源模塊部分，采用12V電源給電磁鎖供電，5V給單片機(jī)和其它模塊供電。上述降壓實(shí)現(xiàn)是本領(lǐng)域易于實(shí)現(xiàn)的。
[0040]在控制單元的鍵盤模塊部分，優(yōu)選采用矩陣按鍵作為輸入設(shè)備。
[0041 ] 在控制單元連接的LED模塊部分，LED燈作為倉(cāng)庫(kù)箱子開(kāi)關(guān)的指示燈，默認(rèn)都是熄滅的，打開(kāi)時(shí)LED點(diǎn)亮，關(guān)閉時(shí)LED燈熄滅，此外如有突然斷電，狀態(tài)保存到Flash存儲(chǔ)芯片中。
[0042]在控制單元的Flash模塊部分，在電路中添加非易失Flash芯片24C02。24C02是基于i2c-bus的存儲(chǔ)器件，遵循串行二線制協(xié)議。
[0043]在讀卡器部分，控制單元采用了 RFID卡讀卡模塊，具體采用了杭州燦宇科技有限公司的CY-1443A-T非接觸式1C卡讀寫器，該讀寫器通過(guò)串口與控制器連接。
[0044]在控制單元的通信模塊部分，是用來(lái)和作為上位機(jī)的電腦進(jìn)行通訊。在本發(fā)明中，選擇了 KLK-MD-BC04-B藍(lán)牙模塊作為通信模塊。
[0045]在控制單元中，所連接的電磁鎖驅(qū)動(dòng)電路，用于開(kāi)關(guān)倉(cāng)庫(kù)隔間門上的具有計(jì)數(shù)功能的電磁鎖。該驅(qū)動(dòng)電路采用ULN2003，ULN2003ADR是雙列16腳封裝，NPN晶體管驅(qū)動(dòng)器芯片。芯片內(nèi)部資源豐富，由七個(gè)硅NPN達(dá)林頓管和一個(gè)消線圈反電動(dòng)勢(shì)二極管組成，可用以驅(qū)動(dòng)繼電器。
[0046]在本發(fā)明中，實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)上有裝載好機(jī)械類專業(yè)所需軟件的電腦常用實(shí)驗(yàn)工具擺放和實(shí)驗(yàn)區(qū)、攝像頭、呼叫按鈕和讀卡模塊。學(xué)生選取好所需器材后到該平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，若遇到問(wèn)題，可隨時(shí)按呼叫按鈕或通過(guò)電腦上的交流軟件向值班老師或指導(dǎo)老師尋求幫助，實(shí)驗(yàn)完成后可以開(kāi)啟攝像頭，實(shí)現(xiàn)老師對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的遠(yuǎn)程評(píng)價(jià)打分。
[0047]在本發(fā)明中，實(shí)驗(yàn)器材領(lǐng)用終端包括電腦和與其連接的RFID讀卡器。RFID讀卡器負(fù)責(zé)讀取、驗(yàn)證學(xué)生身份，通過(guò)電腦對(duì)其所選器材的信息進(jìn)行分類管理和記錄，學(xué)生可自由選取相應(yīng)的器材。
[0048]在本發(fā)明中，實(shí)驗(yàn)器材歸還終端是連接到電腦的配有手持掃描裝置的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)完畢后，歸還實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，掃描所用實(shí)驗(yàn)器材。掃描裝置收集到信息后傳送到電腦數(shù)據(jù)庫(kù)，在該生的信息欄下，對(duì)其所借出的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行歸庫(kù)整理。
[0049]為了保證實(shí)驗(yàn)室安全，還可以在實(shí)驗(yàn)室上安裝完整的門禁系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)的單片機(jī)通過(guò)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械零部件存取狀態(tài)判斷的智能系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控來(lái)達(dá)到自動(dòng)開(kāi)放和關(guān)閉的功能。
[0050]通常，上述門禁系統(tǒng)基于RFID的機(jī)械電磁鎖進(jìn)行工作，整個(gè)門禁系統(tǒng)主要由電磁鎖、RFID卡讀卡機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和無(wú)線通信模塊四部分構(gòu)成。機(jī)械部分采用電磁鎖裝置，身份驗(yàn)證信息通過(guò)RFID卡讀卡機(jī)讀入，并通過(guò)無(wú)線通信模塊將讀到的信息上報(bào)到實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)軟件中記錄，執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)門的開(kāi)啟和關(guān)閉。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種并行多用途教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于包括倉(cāng)庫(kù)，所述倉(cāng)庫(kù)用來(lái)存放實(shí)驗(yàn)部件；連接入倉(cāng)庫(kù)內(nèi)實(shí)驗(yàn)部件的自動(dòng)出庫(kù)單元，該自動(dòng)出庫(kù)單元與實(shí)驗(yàn)器材領(lǐng)用終端連接；實(shí)驗(yàn)器材領(lǐng)用和歸還終端，用于學(xué)生領(lǐng)用和歸還實(shí)驗(yàn)器材；實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)，用于學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和遠(yuǎn)程在線交互；門禁系統(tǒng)，用于鑒權(quán)進(jìn)入者信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1的并行多用途教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述倉(cāng)位為立體倉(cāng)儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部由多個(gè)倉(cāng)庫(kù)隔間構(gòu)成，每個(gè)倉(cāng)位具有一套自動(dòng)出倉(cāng)機(jī)械裝置，每個(gè)倉(cāng)庫(kù)隔間具有門。3.根據(jù)權(quán)利要求2的并行多用途教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述門由具有計(jì)數(shù)功能的電磁鎖開(kāi)關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求1的并行多用途教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述自動(dòng)出庫(kù)單元包括機(jī)械單元和控制單元，其中機(jī)械單元包括安裝在輸送帶支架上的輥軸，輥軸上具有由電動(dòng)機(jī)通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)的皮帶；控制單元包括處理器，在處理器上連接有鍵盤模塊、電源模塊和Flash存儲(chǔ)模塊，該處理器通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與機(jī)械單元的電動(dòng)機(jī)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4的并行多用途教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于控制單元的處理器還連接有LED指示燈，該LED指示燈安裝于倉(cāng)庫(kù)的門。6.根據(jù)權(quán)利要求4的并行多用途教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于控制單元的處理器還連接有自動(dòng)出倉(cāng)機(jī)械裝置控制電路，用于自動(dòng)將倉(cāng)位中所放的部件自動(dòng)運(yùn)送出來(lái).7.根據(jù)權(quán)利要求4的并行多用途教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于控制單元的處理器還連接有電磁鎖驅(qū)動(dòng)電路，用于開(kāi)關(guān)倉(cāng)庫(kù)隔間門上的具有計(jì)數(shù)功能的電磁鎖。8.根據(jù)權(quán)利要求4的并行多用途教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于控制單元的處理器還連接有RFID讀卡模塊，該RFID讀卡模塊用于讀取操作者信息和鑒權(quán)；無(wú)線通信模塊，用于操作者在移動(dòng)狀態(tài)下控制自動(dòng)出庫(kù)單元。9.根據(jù)權(quán)利要求1的并行多用途教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于每個(gè)實(shí)驗(yàn)器材嵌入有RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)含有該實(shí)驗(yàn)器材的信息。10.根據(jù)權(quán)利要求1的并行多用途教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于實(shí)驗(yàn)器材領(lǐng)用和歸還終端設(shè)有電腦、與電腦連接的RFID讀卡器、與電腦連接的手持掃描裝置。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種并行多用途教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括倉(cāng)庫(kù)，所述倉(cāng)庫(kù)用來(lái)存放實(shí)驗(yàn)部件；連接入倉(cāng)庫(kù)內(nèi)實(shí)驗(yàn)部件的自動(dòng)出庫(kù)單元，該自動(dòng)出庫(kù)單元與實(shí)驗(yàn)器材領(lǐng)用終端連接；實(shí)驗(yàn)器材領(lǐng)用和歸還終端，用于學(xué)生領(lǐng)用和歸還實(shí)驗(yàn)器材；實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)，用于學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和遠(yuǎn)程在線交互；門禁系統(tǒng)，用于鑒權(quán)進(jìn)入者信息。本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)方案，提高了智能無(wú)人化管理水平，降低了學(xué)校的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備投入，可以并行為多個(gè)學(xué)生同時(shí)提供實(shí)驗(yàn)器材，且有效降低了實(shí)驗(yàn)教師的工作壓力。
【IPC分類】G09B19/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105390048
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510830418
【發(fā)明人】穆春陽(yáng), 馬行, 王曉龍, 張春濤, 陳雪濤
【申請(qǐng)人】北方民族大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日