一種用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，包括操作控制臺、電氣控制柜和機器人組件，操作控制臺通過電氣控制柜相控制機器人組件動作，并顯示機器人組件的當前狀態(tài)，操作控制臺通過電纜與電氣控制柜相連接，電氣控制通過電纜與機器人組件相連接，將機器人的殼體采用有機玻璃替代，使其透明化，方便學員觀察各關節(jié)的運動狀態(tài)，電氣控制柜安裝有接口卡，可供自主編程學習，提高學習興趣，通過各關節(jié)不同按鈕和顯示燈使學員可以看到各關節(jié)運動情況和各項參數(shù)，從而降低學習難度，更加適合高校學生和企業(yè)技術人員對機器人的學習和研究，具有良好的應用前景。
【專利說明】
一種用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及機器人教學技術領域，具體涉及一種用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著科學技術的不斷進步，為了滿足各樣的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，工業(yè)機器人也得到快速發(fā)展。為了給機器人領域培養(yǎng)更多的應用人才，目前，市面上出現(xiàn)了現(xiàn)有教學機器人綜合實訓實驗臺，但是，其存在以下缺點，具體如下，
[0003](I)不夠透明化，很難看到控制臺和教學機器人的內(nèi)部結構；
[0004](2)無法直觀學習機器人的內(nèi)部結構和程序編程，無法培養(yǎng)學習人員的學習興趣；
[0005](3)教學機器人未安裝有視覺感應單元，不能遇到外來物或障礙物時自動停止功能，以防造成傷害；
[0006](4)無法局部觀察看到機器人各關節(jié)運動情況和各項參數(shù)，增加學習難度，增加機器人教學的教學難度。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型所解決的技術問題是克服現(xiàn)有的教學機器人綜合實訓實驗臺中存在的問題。本實用新型的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，將機器人的殼體采用有機玻璃替代，使其透明化，方便學員觀察各關節(jié)的運動狀態(tài)，電氣控制柜安裝有接口卡，可供自主編程學習，提高學習興趣，通過各關節(jié)不同按鈕和顯示燈使學員可以看到各關節(jié)運動情況和各項參數(shù)，從而降低學習難度，更加適合高校學生和企業(yè)技術人員對機器人的學習和研究，具有良好的應用前景。
[0008]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0009]—種用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，其特征在于:包括操作控制臺、電氣控制柜和機器人組件，所述操作控制臺通過電氣控制柜相控制機器人組件動作，并顯示機器人組件的當前狀態(tài)，所述操作控制臺通過電纜與電氣控制柜相連接，所述電氣控制通過電纜與機器人組件相連接，
[0010]所述操作控制臺包括資料箱、操作控制臺本體、顯示屏、關節(jié)顯示燈、觀察窗、狀態(tài)指示燈和操作按鈕，所述資料箱設置在操作控制臺本體內(nèi)，并位于其的下部，所述操作控制臺本體上表面的一側設有顯示屏、操作按鈕，所述操作控制臺本體上表面的另一側向上凸起形成傾斜面，所述傾斜面上設有便于學員觀察的關節(jié)顯示燈、觀察窗、狀態(tài)指示燈，
[0011]所述電氣控制柜包括報警燈、控制器、接口卡、空開開關、開關電源、輔助電源、示教儀、驅(qū)動器、變壓器和電控柜本體，所述報警燈設置在電控柜本體的頂部，所述電控柜本體內(nèi)設有水平設置的三層隔板，最上層隔板上設置有控制器、接口卡，第二層隔板上設置有空開開關、開關電源、輔助電源，第三層隔板上設置有驅(qū)動器，第三層隔板下方設置有變壓器，所述示教儀設置在電控柜本體的側邊，
[0012]所述機器人組件包括設置在透明殼體內(nèi)的肘部單元、第一RV減速器、腕部單元、諧波減速器、第二 RV減速器、長臂單元、第三RV減速器、伺服電機、第四RV減速器和底座單元，所述第四RV減速器設置在底座單元的上表面，所述伺服電機設置在第四RV減速器的上方，所述第三RV減速器設置在伺服電機的上方，所述第三RV減速器通過長臂單元與第二 RV減速器相連接，所述第二 RV減速器與肘部單元的一端相連接，所述肘部單元的另一端通過第一RV減速器與腕部單元的一端相連接，所述腕部單元上設置有諧波減速器，所述腕部單元的另一端安裝有末端執(zhí)行單元，所述第一 RV減速器、諧波減速器、第二 RV減速器、第三RV減速器、伺服電機、第四RV減速器構成機器人組件六個動作關節(jié)。
[0013]前述的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，其特征在于:所述底座單元的底部設有腳墊。
[0014]前述的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，其特征在于:所述操作控制臺本體的底部四角均設有萬向輪。
[0015]前述的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，其特征在于:所述資料箱上設有雙開門的門扇。
[0016]前述的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，其特征在于:所述機器人組件的透明殼體為有機玻璃制成。
[0017]前述的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，其特征在于:所述第一RV減速器、諧波減速器、第二 RV減速器、第三RV減速器、伺服電機、第四RV減速器上均預留有安裝末端執(zhí)行單元的接口。
[0018]本實用新型的有益效果是:本實用新型的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，將機器人的殼體采用有機玻璃替代，使其透明化，方便學員觀察各關節(jié)的運動狀態(tài)，電氣控制柜安裝有接口卡，可供自主編程學習，提高學習興趣，通過各關節(jié)不同按鈕和顯示燈使學員可以看到各關節(jié)運動情況和各項參數(shù)，從而降低學習難度，更加適合高校學生和企業(yè)技術人員對機器人的學習和研究，具有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)的結構示意圖。
[0020]圖2是本實用新型的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)的前視圖。
[0021]圖3是本實用新型的用于教學的電氣控制柜的結構示意圖。
[0022]圖4是本實用新型的用于教學的機器人組件的結構示意圖。
[0023]附圖中標記的含義如下:
[0024]I:資料箱；2:操作控制臺本體；3:顯不屏；4:關節(jié)顯不燈；5:觀察窗；6:狀態(tài)指不燈;7:操作按鈕;8:報警燈;9:控制器；10:接口卡；11:空開開關；12:開關電源；13:輔助電源；14:示教儀；15:驅(qū)動器；16:變壓器；17:電控柜本體；18:肘部單元；19:第一RV減速器；20:腕部單元;21:諧波減速器;22:第二 RV減速器;23:長臂單元;24:第三RV減速器;25:伺服電機;26:第四RV減速器;27:底座單元。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合說明書附圖，對本實用新型作進一步的說明。
[0026]如圖1及圖2所示，本實用新型的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，包括操作控制臺、電氣控制柜和機器人組件，所述操作控制臺通過電氣控制柜相控制機器人組件動作，并顯示機器人組件的當前狀態(tài)，所述操作控制臺通過電纜與電氣控制柜相連接，所述電氣控制通過電纜與機器人組件相連接，
[0027]所述操作控制臺包括資料箱1、操作控制臺本體2、顯示屏3、關節(jié)顯示燈4、觀察窗
5、狀態(tài)指示燈6和操作按鈕7，所述資料箱I設置在操作控制臺本體2內(nèi)，并位于其的下部，所述操作控制臺本體2上表面的一側設有顯示屏3、操作按鈕7，所述操作控制臺本體2上表面的另一側向上凸起形成傾斜面，所述傾斜面上設有便于學員觀察的關節(jié)顯示燈4、觀察窗5、狀態(tài)指示燈6，
[0028]如圖3所示，所述電氣控制柜包括報警燈8、控制器9、接口卡10、空開開關11、開關電源12、輔助電源13、示教儀14、驅(qū)動器15、變壓器16和電控柜本體17，所述報警燈8設置在電控柜本體17的頂部，所述電控柜本體17內(nèi)設有水平設置的三層隔板，最上層隔板上設置有控制器9、接口卡10，第二層隔板上設置有空開開關11、開關電源12、輔助電源13，第三層隔板上設置有驅(qū)動器15，第三層隔板下方設置有變壓器16，所述示教儀14設置在電控柜本體17的側邊，所述示教儀14增加視覺識別功能，提高安全性能，當有不屬于機器人工作內(nèi)容的外物或人進入機器人工作領域時有安全警示燈提醒，且自動停止運動，相較于其他教學機器人實訓系統(tǒng)，該系統(tǒng)增加安全功能，更加便于學習和研究6軸工業(yè)機器人。
[0029]如圖4所示，所述機器人組件包括設置在透明殼體內(nèi)的肘部單元18、第一RV減速器19、腕部單元20、諧波減速器21、第二 RV減速器22、長臂單元23、第三RV減速器24、伺服電機25、第四RV減速器26和底座單元27，所述第四RV減速器26設置在底座單元27的上表面，所述伺服電機25設置在第四RV減速器26的上方，所述第三RV減速器24設置在伺服電機25的上方，所述第三RV減速器24通過長臂單元23與第二 RV減速器22相連接，所述第二 RV減速器22與肘部單元18的一端相連接，所述肘部單元18的另一端通過第一 RV減速器19與腕部單元20的一端相連接，所述腕部單元20上設置有諧波減速器21，所述腕部單元20的另一端安裝有末端執(zhí)行單元，所述第一 RV減速器19、諧波減速器21、第二 RV減速器22、第三RV減速器24、伺服電機25、第四RV減速器26構成機器人組件六個動作關節(jié)。
[0030]所述底座單元27的底部設有腳墊，提高機器人組件的平穩(wěn)性，操作控制臺本體2的底部四角均設有萬向輪，便于移動，資料箱I上設有雙開門的門扇，所述機器人組件的透明殼體為有機玻璃制成。
[0031]所述第一 RV減速器19、諧波減速器21、第二 RV減速器22、第三RV減速器24、伺服電機25、第四RV減速器26上均預留有安裝末端執(zhí)行單元的接口。
[0032]本實用新型的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，工作原理如下，面向研究型本科、應用型本科、高職高專、師資、企業(yè)技術人員等培養(yǎng)提供工業(yè)機器人教練系統(tǒng)，夠?qū)崿F(xiàn)操作簡單化、透明化、模塊化、在線示教、導引示教、虛擬仿真、狀態(tài)檢測、視覺功能等特點性能，通過機器人殼體透明化來展示機器人內(nèi)部結構和運動方式，機器組件采用模塊化設計方便進行安裝拆卸;操作控制臺配有各關節(jié)運動按鈕和相對應指示燈，方便學員學習，電氣控制柜能夠?qū)崿F(xiàn)在線和導引示教、虛擬仿真、狀態(tài)檢測和視覺功能，相比于現(xiàn)有的教學機器人綜合實驗系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)采用真正意義上的6軸工業(yè)機器人，能夠最大程度了解機器人本體結構、驅(qū)動器和控制器;固化操作，能夠清晰看到每關節(jié)運動情況和實施反映運動時各關節(jié)的電流、速度等運動參數(shù);該系統(tǒng)具有自動考核功能，能夠自動考核成績，能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬仿真與實物同步運動或單獨運動，且安全性能高，采用視覺系統(tǒng)，能夠自動防護，具體如下，
[0033](I)機器人組件采用六關節(jié)機器人，外觀美觀大方，有更多的功能和更靈活的活動范圍；機器人殼體采用透明有機玻璃制成，能夠在不拆解的情況下觀察部分關節(jié)內(nèi)部結構和運動方式，并配有相應透明減速器進行演示，來反映RV減速器的運動方式和原理;該機器人本體采用模塊化處理方式六個關節(jié)(4個RV減速器、I個諧波減速器、I個伺服電機)，能夠更加方便安裝和拆卸，能夠讓學生動手拆卸安裝;六關節(jié)處預留裝載末端執(zhí)行單元的接口，可靈活更換執(zhí)行單元。
[0034](2)操作控制臺的外形美觀大方，方便操作，面板透明化，在不打開柜門的情況下能看到內(nèi)部結構并貼有標識;有操作控制臺供學生進行編程，三維仿真學習；有機器人各個關節(jié)的操作按鈕，在不需要示教盒的情況下能分別控制機器人的每個關節(jié)，能看到各驅(qū)動器工作情況，有指示某個驅(qū)動器工作的標示燈;有故障警示燈，緊急停止按鈕，同時配有按鈕和指示燈，提高學生興趣愛好，同時更加直觀學習整套系統(tǒng)組成，而且提高了學習效率。
[0035](3)電氣控制柜能夠完成工業(yè)級機器人操作，進行多自由度關節(jié)運動控制，學員通過電氣控制柜能夠直接驅(qū)動機器人的各關節(jié)動作，使機器人運動到達所希望的位置，并記錄位置的各參數(shù);能夠?qū)朐O計好的機器人三維模型，利用操作控制臺對其進行操作編輯，進行多自由度關節(jié)運動控制，虛擬機器人能進行裝配模擬、搬運、垛碼、焊接和加工等工作，待模擬仿真完成后可以啟動聯(lián)動模式，機器人與模型同步進行運動;通過運行診斷窗口，對機器人本體、運動控制器及通訊等進行檢查、診斷，作出故障判斷，分析解決方案，分析是否為最佳路徑；實現(xiàn)機器人編程語言學習和仿真；有自動考核功能。相比于現(xiàn)有教學系統(tǒng)來說，該系統(tǒng)功能更加齊全，能夠讓學習真實操作工業(yè)機器人，并且虛擬與現(xiàn)實同步進行，同時也可以單獨操作，可以通過編程來滿足機器人的不同姿態(tài)和運動方式，提高學習興趣。
[0036](4)增加視覺識別功能，提高安全性能，當有不屬于機器人工作內(nèi)容的外物或人進入機器人工作領域時有安全警示燈提醒，且自動停止運動。相較于其他教學機器人實訓系統(tǒng)，該系統(tǒng)增加安全功能，更加便于學習和研究6軸工業(yè)機器人。
[0037]綜上所述，本實用新型的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，將機器人的殼體采用有機玻璃替代，使其透明化，方便學員觀察各關節(jié)的運動狀態(tài)，電氣控制柜安裝有接口卡，可供自主編程學習，提高學習興趣，通過各關節(jié)不同按鈕和顯示燈使學員可以看到各關節(jié)運動情況和各項參數(shù)，從而降低學習難度，更加適合高校學生和企業(yè)技術人員對機器人的學習和研究，具有良好的應用前景。
[0038]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，其特征在于:包括操作控制臺、電氣控制柜和機器人組件，所述操作控制臺通過電氣控制柜相控制機器人組件動作，并顯示機器人組件的當前狀態(tài)，所述操作控制臺通過電纜與電氣控制柜相連接，所述電氣控制通過電纜與機器人組件相連接， 所述操作控制臺包括資料箱(I)、操作控制臺本體(2)、顯示屏(3)、關節(jié)顯示燈(4)、觀察窗(5)、狀態(tài)指示燈(6)和操作按鈕(7)，所述資料箱(I)設置在操作控制臺本體(2)內(nèi)，并位于其的下部，所述操作控制臺本體(2)上表面的一側設有顯示屏(3)、操作按鈕(7)，所述操作控制臺本體(2)上表面的另一側向上凸起形成傾斜面，所述傾斜面上設有便于學員觀察的關節(jié)顯示燈(4)、觀察窗(5)、狀態(tài)指示燈(6)， 所述電氣控制柜包括報警燈(8)、控制器(9)、接口卡(10)、空開開關(11)、開關電源(12)、輔助電源(13)、示教儀(14)、驅(qū)動器(15)、變壓器(16)和電控柜本體(17)，所述報警燈(8)設置在電控柜本體(17)的頂部，所述電控柜本體(17)內(nèi)設有水平設置的三層隔板，最上層隔板上設置有控制器(9)、接口卡(10)，第二層隔板上設置有空開開關(11)、開關電源(12)、輔助電源(13)，第三層隔板上設置有驅(qū)動器(15)，第三層隔板下方設置有變壓器(16)，所述示教儀(14)設置在電控柜本體(17)的側邊， 所述機器人組件包括設置在透明殼體內(nèi)的肘部單元(18)、第一 RV減速器(19)、腕部單元(20)、諧波減速器(21)、第二 RV減速器(22)、長臂單元(23)、第三RV減速器(24)、伺服電機(25)、第四RV減速器(26)和底座單元(27)，所述第四RV減速器(26)設置在底座單元(27)的上表面，所述伺服電機(25)設置在第四RV減速器(26)的上方，所述第三RV減速器(24)設置在伺服電機(25)的上方，所述第三RV減速器(24)通過長臂單元(23)與第二 RV減速器(22)相連接，所述第二 RV減速器(22)與肘部單元(18)的一端相連接，所述肘部單元(18)的另一端通過第一 RV減速器(19)與腕部單元(20)的一端相連接，所述腕部單元(20)上設置有諧波減速器(21)，所述腕部單元(20)的另一端安裝有末端執(zhí)行單元，所述第一 RV減速器(19)、諧波減速器(21)、第二 RV減速器(22)、第三RV減速器(24)、伺服電機(25)、第四RV減速器(26)構成機器人組件六個動作關節(jié)。2.根據(jù)權利要求1所述的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，其特征在于:所述底座單元(27)的底部設有腳墊。3.根據(jù)權利要求1所述的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，其特征在于:所述操作控制臺本體(2)的底部四角均設有萬向輪。4.根據(jù)權利要求1所述的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，其特征在于:所述資料箱(I)上設有雙開門的門扇。5.根據(jù)權利要求1所述的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，其特征在于:所述機器人組件的透明殼體為有機玻璃制成。6.根據(jù)權利要求1所述的用于教學的機器人綜合實驗系統(tǒng)，其特征在于:所述第一RV減速器(19)、諧波減速器(21)、第二 RV減速器(22)、第三RV減速器(24)、伺服電機(25)、第四RV減速器(26)上均預留有安裝末端執(zhí)行單元的接口。
【文檔編號】G09B25/02GK205645076SQ201620194278
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月14日
【發(fā)明人】史旭東, 史翔, 郭顯鵬, 朱劍鋒
【申請人】南京康尼機電股份有限公司