CN204516240U - 一种教学机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种教学机器人技术方案，包括底座，底座上设置有机器人机械手关节，所述的机器人机械手关节包括依次连接的六个关节，第一关节固定在底座上，且在第一关节上设置有驱动第一关节转动的摩擦传动轮，底座上设置有驱动摩擦传动轮的主动轮，在第一关节和第二关节连接处设置有带有减速机的步进电动机，所述的步进电动机驱动第二关节转动，第二关节和第三关节连接处设置有传动装置，所述的传动装置驱动第三关节转动。该方案的教学机器人，可以全方位的转动，有抓手，可以抓举物品；并且各个组成部分均未封闭，能够清晰的看到各个组成部件；有多种运动控制方式，可以相互切换，便于学生观察。

Description

一种教学机器人

技术领域

本实用新型涉及的是一种高等院校用教学设备，尤其是一种能够实现工业控制应用和教学控制应用的多重控制功能的教学机器人。

背景技术

在现有技术中，公知的技术是教学机械人在传统的教学中主要是采用简单的步进或私服电机构成，能够实现的是对各种步进或者私服电机的控制功能，或者是独立的工业级机器人的运动控制编程，不能够多种方式对于工业机器人的运动进行控制，从而无法快速全面的学习和掌握工业机械手的运动控制。这是现有技术所存在的不足之处。

发明内容

本实用新型的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种能够实现工业控制应用和教学控制应用的多重控制功能的教学机器人技术方案，该方案的教学机器人，包括多个关节，利于全方位的转动，有带有丝杠的抓手，可以抓举物品；并且各个组成部分均未封闭，能够清晰的看到各个组成部件；包含多种运动控制方式，并可以相互切换，上位机可以显示运动状态，便于学生观察。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种教学机器人，包括底座，底座上设置有机器人机械手关节，本方案的特点是：所述的机器人机械手关节包括依次连接的第一关节、第二关节、第三关机、第四关节、第五关节、第六关节，第一关节固定在底座上，且在第一关节上设置有驱动第一关节转动的摩擦传动轮，底座上设置有驱动摩擦传动轮的主动轮，所述的主动轮由带有减速机的步进电动机驱动转动，在第二关节设置驱动第二关节的同步带传动，所述的同步带由带有减速机的步进电动机驱动，第二关节和第三关节连接处设置有与第二关节同步的传动装置，所述的传动装置驱动第三关节转动；所述的第六关节为两个通过丝杠连接的抓手，在第五关节上设置有驱动丝杠的丝杠驱动电动机，另外，在摩擦传动轮上设置有与摩擦传动轮同轴的编码器，所述编码器用于检测第一关节的转动角度。在第五关节上设置有限制抓手的限位开关。

有一下位机控制器，下位机控制器包括单片机控制器、PLC控制器、手动控制面板和接线面板，所述的接线面板分别与单片机控制器、PLC控制器、手动控制面板连接，所述的接线面板分别与转动驱动电动机、步进电动机、光电传感器、限位开关连接。

有一上位机控制器分别与下位机控制器的单片机控制器、PLC控制器连接。

所述的下位机控制器与编码器连接。

所述的丝杠设置在抓手靠近第五关节的一端。

所述的传动装置为同步带。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中有多个关节，可以实现整个机械手的多角度转动，便于第六关节的抓手抓取物品；有摩擦传动轮，可以带动第一关节水平转动；有与摩擦传动轮匹配的主动轮，用于驱动摩擦传动轮转动，有编码器，可以测量第一关节转动的角度圈数等信息；在第一关节和第二关节连接处设置有带有减速机的步进电动机，可以驱动第二关节绕第一关节和第二关节之间的连接转动轴转动，并且有同步带作为传动装置，实现了第三关节与第二关节同步进行转动，即第三关节绕第三关节和第二关节之间的连接转动轴转动；各关节上设置有光电传感器，可以用于检测检测机械手的运动角度，并将有效信息反馈给下位机控制器，便于控制；第五关节上设置有丝杠驱动电动机，用于驱动丝杠转动，进而改变两个抓手之间的距离，实现对物品的抓持；下位机控制器包括单片机控制器、PLC控制器、手动控制面板和接线面板，使用时，学生可以通过接线面板将相应的元器件与下位机控制器连接，并可以设定是手控还是自动控制，若是手控就可以通过手动控制面板进行控制；如果是自动控制，可以选择是单片机控制还是PLC控制器控制；还有一上位机控制器可以将机器人机械手的运动状态的变化情况直观的显示出来，并且可以发出进行相应的运动控制信号给下位机控制器，下位机控制器接收后，控制机器人机械手运动。

由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图。

图2为本实用新型具体实施方式的控制器示意图。

图中，1为底座，2为第一关节，3为第二关节，4为第三关节，5为第四关节，6为第五关节，7为抓手，8为摩擦传动轮，9为主动轮，10为转动驱动电动机，11为减速机，12为步进电动机，13为传动装置，14为光电传感器，15为丝杠，16为丝杠驱动电动机，17为编码器，18为上位机控制器，19为手动控制面板，20为下位机控制器，21为接线面板，22为PLC控制器，23为单片机控制器，24为控制切换面板。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

通过附图可以看出，本方案的一种教学机器人，包括底座1，底座上设置有机器人机械手关节，所述的机器人机械手关节包括依次连接的第一关节2、第二关节3、第三关机4、第四关节5、第五关节6、第六关节7，第一关节2固定在底座1上，且在第一关节2上设置有驱动第一关节2转动的摩擦传动轮8，底座1上设置有驱动摩擦传动轮8的主动轮9，所述的主动轮9有转动驱动电动机10，在第一关节2和第二关节3连接处设置有带有减速机11的步进电动机12，所述的步进电动机12驱动第二关节3转动，第二关节3和第三关节4连接处设置有与第二关节3同步的传动装置13，所述的传动装置13驱动第三关节4转动；所述的传动装置13为同步带。在个关节上都设置有光电传感器14，所述的第六关节为两个通过丝杠15连接的抓手7，在第五关节6上设置有驱动丝杠15的丝杠驱动电动机16，所述的丝杠15设置在抓手7靠近第五关节6的一端。另外，在摩擦传动轮8上设置有与摩擦传动轮8同轴的编码器17，所述编码器17用于检测第一关节2的转动角度。在第五关节6上设置有限制抓手7的限位开关25。

有一下位机控制器20，下位机控制器20包括单片机控制器23、PLC控制器22、手动控制面板19和接线面板21，所述的接线面板21分别与单片机控制器23、PLC控制器22、手动控制面板19连接，使用时，通过控制24为控制切换面板，就可以实现手动控制还是PLC控制或者单片机控制，所述的接线面板21分别与转动驱动电动机10、步进电动机12、光电传感器14、限位开关25、丝杠驱动电动机16连接。有一上位机控制器18分别与下位机控制器20的单片机控制器23、PLC控制器22连接。所述的上位控制器18与编码器17连接。

Claims (7)

1.一种教学机器人，包括底座，底座上设置有机器人机械手关节，其特征是：所述的机器人机械手关节包括依次连接的第一关节、第二关节、第三关机、第四关节、第五关节、第六关节，第一关节固定在底座上，且在第一关节上设置有驱动第一关节转动的摩擦传动轮，底座上设置有驱动摩擦传动轮的主动轮，所述的主动轮由带有减速机的步进电动机驱动转动，在第二关节设置驱动第二关节的同步带传动，所述的同步带由带有减速机的步进电动机驱动，第二关节和第三关节连接处设置有与第二关节同步的传动装置，所述的传动装置驱动第三关节转动；所述的第六关节为两个通过丝杠连接的抓手，在第五关节上设置有驱动丝杠的丝杠驱动电动机，另外，在摩擦传动轮上设置有与摩擦传动轮同轴的编码器，所述编码器用于检测第一关节的转动角度。

2.根据权利要求1所述的教学机器人，其特征是：在第五关节上设置有限制抓手的限位开关，在第三关节上设置有光电传感器。

3.根据权利要求2所述的教学机器人，其特征是：有一下位机控制器，下位机控制器包括单片机控制器、PLC控制器、手动控制面板和接线面板，所述的接线面板分别与单片机控制器、PLC控制器、手动控制面板连接，所述的接线面板分别与步进电机驱动器、步进电动机、光电传感器、限位开关连接。

4.根据权利要求3所述的教学机器人，其特征是：有一上位机控制器分别与下位机控制器的单片机控制器、PLC控制器连接。

5.根据权利要求4所述的教学机器人，其特征是：所述的下位机控制器与编码器连接。

6.根据权利要求1所述的教学机器人，其特征是：所述的丝杠设置在抓手靠近第五关节的一端。

7.根据权利要求1所述的教学机器人，其特征是：所述的传动装置为同步带。