CN108550296A - 多品牌机器人虚拟示教器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及本发明涉及一种多品牌机器人虚拟示教器系统，属于机器人教学科研领域，包括两个模块：仿真模块，用以构建虚拟机器人机构及其应用场景，并开放API接口用以实现仿真模块中模型和虚拟机器人的外部通讯及控制；虚拟示教器模块，具有多个品牌的虚拟示教器，所述虚拟示教器的外形以及操作方法与真实示教器高度一致，均可满足机器人状态显示、手动操纵、程序编辑、在线示教以及再现程序等功能，通过调用所述API接口可实现与所述仿真模块的通讯及控制。本系统通过API接口集成了多种品牌的虚拟示教器，可以满足多样化的学习需求。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟机器人领域，特别是涉及多品牌机器人虚拟示教器系统。
背景技术
随着机器人产业的迅速发展，大中小企业对机器人相关技术技能人才的需求日益增长，机器人操作与编程人员的需求是最突出的，而掌握多种品牌机器人的操作与编程方法是机器人操作与编程人员的最基本要求。
目前，机器人操作与编程的学习途径有两种：机器人设备和机器人仿真软件。学校必须购买大量机器人设备，才能满足多种品牌机器人操作与编程的学习需求，同时机器人设备又非常昂贵且容易损坏，所以学校通常采用机器人仿真软件辅助机器人教学，不仅可以满足多种品牌机器人操作与编程的学习需求，而且可以避免误操作导致设备损坏，造成经济损失。
机器人仿真软件主要分为指定型和通用型的仿真软件。前者主要是机器人本体厂商开发的，比如ABB的RobotStudio、FANUC的RoboGuide，都只支持自己品牌的机器人和虚拟示教器，不支持其他品牌；后者主要是第三方公司开发的，比如加拿大软件公司Jabez科技开发研制的RobotMaster,西门子公司的RobCAD等，虽然这些软件的功能日趋完善，但都不支持虚拟示教器。不管是指定型还是通用型的仿真软件，都无法满足多种品牌机器人操作与编程的学习需求。
发明内容
基于此，有必要针对上述机器人仿真软件无法支持多种虚拟示教器的问题，提供一种能够支持多种虚拟示教器的机器人虚拟示教器系统。
一种机器人虚拟示教器系统，其特征在于，包括：仿真模块，用以构建机器人机构及搭建机器人应用场景。所述仿真模块支持导入多种主流CAD模型，根据机器人三维模型其运动学参数即可构建多种品牌的机器人机构；所述仿真模块开放API接口用以实现所述仿真模块的外部通讯，及所述机器人机构和场景模型的外部控制。
虚拟示教器模块利用上述仿真模块中指定API接口，集成多品牌虚拟示教器，各虚拟示教器的外形以及操作方法与真实示教器高度一致，均可满足机器人状态显示、手动操纵、程序编辑、在线示教以及再现程序等功能。
在其中一个优选实施方式中，所述虚拟示教器模块采用WPF技术并结合MVVM的模式，集成了多品牌虚拟示教器，操作方法与真实示教器保持高度一致。
在其中一个优选实施方式中，所述仿真模块开放API接口，所述虚拟示教器模块可通过调用上述API接口实现对所述虚拟机器人的控制，以及获取虚拟机器人的状态信息。
在其中一个优选实施方式中，所述虚拟示教器系统可快速切换不同品牌的虚拟示教器，并选择连接控制所述仿真模块中的虚拟机器人。
上述机器人虚拟示教器系统具有以下优势：
1、通用性高：本系统包含了多种机器人品牌的虚拟示教器，可辅助用户学习掌握多种机器人品牌的操作与编程。
2、安全性高：采用全虚拟的软件平台，有效的避免了误操作导致设备损坏或人员受伤的问题，保证了操作人员的安全。
3、性价比高：单独购买某一机器人品牌的仿真软件价格昂贵且无法满足多样化的学习需求，本系统以更加经济通过API接口集成了多种类型虚拟示教器，可以满足多样化的学习需求。
附图说明
图1为多品牌机器人虚拟示教器系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本系统为一个全虚拟的环境，如图1所示，本发明一优选实施方式公开了一种多品牌机器人虚拟示教器系统100，该机器人虚拟示教器系统100包括仿真模块110及虚拟示教器模块120。
上述仿真模块110，用以构建机器人机构111及搭建机器人应用场景112。所述仿真模块支持导入多种主流CAD模型，根据机器人三维模型其运动学参数即可构建上述机器人机构110；所述仿真模块开放API接口113用以实现所述仿真模块的外部通讯，进而实现所述机器人机构和场景模型的外部控制。
上述虚拟示教器模块120采用WPF技术，结合MVVM的模式，实现多种机器人品牌虚拟示教器的可视化设计。首先，通过WPF技术中的XAML语言设计虚拟控制系统的界面，其外观和功能界面与真实示教器保持高度一致。然后，利用WPF数据绑定功能，配合MVVM模式设计虚拟示教器的程序结构。采用MVVM模式，降低了界面与逻辑之间的耦合，提高了虚拟控制系统的可维护性和再设计性。
上述虚拟示教器模块120调用上述仿真模块110中指定API指令，实现与上述仿真模块110的TCP/IP通讯，用户操作虚拟示教器界面121控制后台程序122调用指定API，实现对上述虚拟机器人及其周边模型的控制，并将虚拟机器人的状态信息实时反馈到虚拟示教器界面。
本实施方式中的上述机器人虚拟示教器系统100具有以下优势：
1、通用性高：本系统包含了多种机器人品牌的虚拟示教器，可辅助用户学习掌握多种机器人品牌的操作与编程。
2、安全性高：采用全虚拟的软件平台，有效的避免了误操作导致设备损坏或人员受伤的问题，保证了操作人员的安全。
3、性价比高：单独购买某一机器人品牌的仿真软件价格昂贵且无法满足多样化的学习需求，本系统以更加经济的形式集成了多种机器人品牌虚拟示教器，可以满足多样化的学习需求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种多品牌机器人虚拟示教器系统，特征在于，包括：
仿真模块，用以构建虚拟机器人机构及其应用场景，并开放API接口用以实现所述仿真模块的外部通讯，以及所述仿真模块中虚拟机器人和场景模型的外部控制。
虚拟示教器模块，具有多种机器人品牌的虚拟示教器，各品牌虚拟示教器通过调用所述API接口，可实现与所述仿真模块的通讯及控制。
2.根据权利要求1所述的机器人虚拟示教器系统，其特征在于，所述仿真模块支持导入多种主流CAD模型，所述机器人机构可通过导入机器人三维模型根据其运动学参数构建而成。
3.根据权利要求1所述的机器人虚拟示教器系统，其特征在于，所述虚拟示教器模块使用WPF技术配合MVVM模式实现虚拟示教器的可视化设计，可实时控制所述仿真模块中虚拟机器人，并显示其状态信息。
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