CN110335529A - 机器人模块化教学平台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机器人模块化教学平台，其包括：机械手、快换装置以及若干快换工具头。本发明的机器人模块化教学平台通过设置一快换装置，能够实现若干快换工具头的灵活转换，使得机器人模块化教学平台集成了多种教学功能，提高了其应用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种教学设备，尤其涉及一种机器人模块化教学平台。
背景技术
机器人实训台是一种既能胜任机电类专业教学实验，又能进行相关专业职业技能训练、考评的平台。现有的工业机器人实训平台包含工业机器人、智能视觉系统、伺服电气系统、PLC控制系统、机械机构及气动机构，可以实现对高速传输的工件进行分拣、检测、搬运等操作。可进行机器人编程、机械组装、电气设计(PLC、智能视觉)等训练，适合高校相关专业的实训教学、工程训练及技能比赛。然而，现有的机器人实训平台价格较高，且为单一功能设置，无法满足对多种操作的实际教学，对学生要求较高，大大限制了学生的自主学习，此外，如果要对应每个功能均制作教学平台，则相对应的花费成本较高，大大加大教学成本。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。
发明内容
本发明旨在提供一种机器人模块化教学平台，以克服现有技术中存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种机器人模块化教学平台，其包括：机械手、快换装置以及若干快换工具头；
所述机械手包括：底座、电机、一级机械臂、二级机械臂以及接头；
所述电机安装于所述底座上，所述一级机械臂一端与所述电机的电机轴相连接，所述二级机械臂一端与所述一级机械臂枢转连接，所述接头枢转连接于所述二级机械臂另一端上；
所述快换装置包括：快换架、设置于所述快换架上的多个定位槽；
所述快换架包括：安装所述多个定位槽的第一支架体、支撑所述第一支架体的第二支架体，所述定位槽由一环形件所限定，且所述环形件通过两侧的连接耳安装于所述第一支架体上，所述接头的运动行程覆盖多个定位槽；
任一所述快换工具头具有适于与所述接头相配合的切换盘以及安装于所述切换盘上的工作头，所述快换工具头安装于对应的定位槽中。
作为本发明的机器人模块化教学平台的改进，所述一级机械臂和二级机械臂均具有两个相对的延伸臂，所述二级机械臂一端枢转连接于所述一级机械臂的两个相对的延伸臂之间，所述接头枢转连接于所述二级机械臂的两个相对的延伸臂之间。
作为本发明的机器人模块化教学平台的改进，所述机械手的周侧还设置有定位装置，所述定位装置包括：支撑座以及设置于所述支撑座上的定位销。
作为本发明的机器人模块化教学平台的改进，所述定位装置设置于所述机械手的左右两侧以及前侧。
作为本发明的机器人模块化教学平台的改进，所述第二支架体为多个，多个第二支架体竖直设置，任一第二支架体的上方设置有所述第一支架体，所述定位槽安装于两个相邻的第一支架体之间。
作为本发明的机器人模块化教学平台的改进，所述定位槽两侧的连接耳通过螺栓与所述第一支架体相螺接。
作为本发明的机器人模块化教学平台的改进，所述第二支架体固定于一底部支架上，所述第二支架体与底部支架之间、所述底部支架与对应的安装面之间通过一连接件相连接。
作为本发明的机器人模块化教学平台的改进，所述连接件包括：底部开口的中空三棱柱，所述三棱柱的两斜面通过螺栓连接所述第二支架体与底部支架或者所述底部支架与对应的安装面。
作为本发明的机器人模块化教学平台的改进，所述切换盘包括：具有台阶形的装配槽的盘体，所述装配槽具有与所述接头相配合的装配面，所述装配面的至少部分区域通过磁性吸附作用与所述接头拆卸式连接。
作为本发明的机器人模块化教学平台的改进，所述机械手和快换装置设置于一机台上，所述机台上还设置有安全光栅。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的机器人模块化教学平台通过设置一快换装置，能够实现若干快换工具头的灵活转换，使得机器人模块化教学平台集成了多种教学功能，提高了其应用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的机器人模块化教学平台一实施例的立体示意图；
图2为图1中快换装置及其上若干快换工具头的立体放大示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、2所示，本发明的的机器人模块化教学平台包括：机械手1、快换装置2以及若干快换工具头3。
所述机械手1用于与不同的快换工具头3相结合，实现依靠具有不同功能的快换工具头3实现不同教学目的。需要说明的是，根据本发明的技术方案的技术构思，本领域技术人员也可采用现有的机械手1臂实现与不同的快换工具头3相结合。
一个实施例中，所述机械手1包括：底座11、电机12、一级机械臂13、二级机械臂14以及接头15。所述电机12安装于所述底座11上，所述一级机械臂13一端与所述电机12的电机12轴相连接。从而，所述电机12能够驱动所述一级机械臂13进行枢转运动。所述二级机械臂14一端与所述一级机械臂13枢转连接，如此在一级机械臂13带动下，二级机械臂14可按照一定的角度进行同步运动。所述接头15枢转连接于所述二级机械臂14另一端上，如此在一级机械臂13和二级机械臂14的带动下，接头15可运动至教学位置以及快换位置。其中，教学位置是指机械手1携带快换工具头3进行教学时的位置，快换位置是指机械手1进行不同快换工作头转换的位置，即快换装置2所在的位置。
一个实施例中，所述一级机械臂13和二级机械臂14均具有两个相对的延伸臂，所述二级机械臂14一端枢转连接于所述一级机械臂13的两个相对的延伸臂之间，所述接头15枢转连接于所述二级机械臂14的两个相对的延伸臂之间。如此以实现一级机械臂13、二级机械臂14以及接头15之间的活动连接。
一个实施例中，为了方便与快换工具头3相配合的教具的放置，所述机械手1的周侧还设置有定位装置(未图示)，所述定位装置包括：支撑座以及设置于所述支撑座上的定位销。从而，放置教具时，可依靠定位销的定位将教具放置在需求的位置处。本实施例中，所述定位装置设置于所述机械手1的左右两侧以及前侧。
所述快换装置2用于放置所述若干快换工具头3，以便于所述机械手1运动至快换位置时，能够快速地与不同的快换工具头3相配合，完成快换工具头3的转换。
一个实施例中，所述快换装置2包括：快换架21、设置于所述快换架21上的多个定位槽22。其中，所述快换架21用于安装所述定位槽22，其包括：安装所述多个定位槽22的第一支架体221、支撑所述第一支架体221的第二支架体222。进一步地，所述多个定位槽22所在的位置处于所述接头15的运动行程覆盖范围之内。所述定位槽22由一环形件所限定，且所述环形件通过两侧的连接耳安装于所述第一支架体221上。从而，不同的快换工具头3可通过插接的方式放置到各个定位槽22中，该环形件所限的定位槽22的直径应当适于快换工具头3的通过，并小于快换工具头3的最大直径，以便于快换工具头3卡在对应的定位槽22中。
一个实施例中，所述第二支架体222为多个。此时，多个第二支架体222竖直设置，任一第二支架体222的上方设置有所述第一支架体221，所述定位槽22安装于两个相邻的第一支架体221之间。为了实现所述定位槽22的固定连接，所述定位槽22两侧的连接耳通过螺栓与所述第一支架体221相螺接。
一个实施例中，所述第二支架体222固定于一底部支架223上，所述第二支架体222与底部支架223之间、所述底部支架223与对应的安装面之间通过一连接件23相连接。其中对应的安装面可以为机械手1、快换装置2所固定的台面。
一个实施例中，所述连接件23包括：底部开口的中空三棱柱，所述三棱柱的两斜面通过螺栓连接所述第二支架体222与底部支架223或者所述底部支架223与对应的安装面。从而，该实施例的连接件23可应用于上述各实施例中，以实现所述第二支架体222与底部支架223之间、所述底部支架223与对应的安装面之间的连接。
任一所述快换工具头3具有一定的教学功能，其具有适于与所述接头15相配合的切换盘31以及安装于所述切换盘31上的工作头32，其中工作头32可以为一夹爪、一吸盘或者一绘图针等。从而，借助不同的工作头32可完成不同固定教学，例如当工作头32为一夹爪时，学员可通过操作机械手1控制连接有该夹爪的工具头抓取教具中的示教物，以实现学院熟练操作机械手1抓取工件的教学目的。
所述快换工具头3安装于对应的定位槽22中。为了实现接头15快换不同工具头的目的，一个实施例中，所述快换工具头3的切换盘31包括：具有台阶形的装配槽311的盘体312，所述装配槽311具有与所述接头15相配合的装配面，所述装配面的至少部分区域通过磁性吸附作用与所述接头15拆卸式连接。相应的，所述装配面的至少部分区域的材质为铁等，所述接头15的与装配槽311配合的端部为一电磁铁，当接头15运动至相应快换工具头3的上方时，电磁铁通电，吸取对应的快换工具头3；当需要更换其它快换工具头3时，接头15运动至空位的定位槽22上方，电磁铁断电，快换工具头3掉落至下方的空位定位槽22中，然后接头15在机械手1的控制下运动至另一快换工具头3上方实现快换工具头3的转换。
一个实施例中，所述机械手1和快换装置2设置于一机台4上，所述机台4上还设置有安全光栅5。此时，该机体4的台面形成上述安装面。
综上所述，本发明的机器人模块化教学平台通过设置一快换装置，能够实现若干快换工具头的灵活转换，使得机器人模块化教学平台集成了多种教学功能，提高了其应用性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种机器人模块化教学平台，其特征在于，所述机器人模块化教学平台包括：机械手、快换装置以及若干快换工具头；
所述机械手包括：底座、电机、一级机械臂、二级机械臂以及接头；
所述电机安装于所述底座上，所述一级机械臂一端与所述电机的电机轴相连接，所述二级机械臂一端与所述一级机械臂枢转连接，所述接头枢转连接于所述二级机械臂另一端上；
所述快换装置包括：快换架、设置于所述快换架上的多个定位槽；
所述快换架包括：安装所述多个定位槽的第一支架体、支撑所述第一支架体的第二支架体，所述定位槽由一环形件所限定，且所述环形件通过两侧的连接耳安装于所述第一支架体上，所述接头的运动行程覆盖多个定位槽；
任一所述快换工具头具有适于与所述接头相配合的切换盘以及安装于所述切换盘上的工作头，所述快换工具头安装于对应的定位槽中。
2.根据权利要求1所述的机器人模块化教学平台，其特征在于，所述一级机械臂和二级机械臂均具有两个相对的延伸臂，所述二级机械臂一端枢转连接于所述一级机械臂的两个相对的延伸臂之间，所述接头枢转连接于所述二级机械臂的两个相对的延伸臂之间。
3.根据权利要求1所述的机器人模块化教学平台，其特征在于，所述机械手的周侧还设置有定位装置，所述定位装置包括：支撑座以及设置于所述支撑座上的定位销。
4.根据权利要求3所述的机器人模块化教学平台，其特征在于，所述定位装置设置于所述机械手的左右两侧以及前侧。
5.根据权利要求1所述的机器人模块化教学平台，其特征在于，所述第二支架体为多个，多个第二支架体竖直设置，任一第二支架体的上方设置有所述第一支架体，所述定位槽安装于两个相邻的第一支架体之间。
6.根据权利要求5所述的机器人模块化教学平台，其特征在于，所述定位槽两侧的连接耳通过螺栓与所述第一支架体相螺接。
7.根据权利要求1或5或6任一项所述的机器人模块化教学平台，其特征在于，所述第二支架体固定于一底部支架上，所述第二支架体与底部支架之间、所述底部支架与对应的安装面之间通过一连接件相连接。
8.根据权利要求7所述的机器人模块化教学平台，其特征在于，所述连接件包括：底部开口的中空三棱柱，所述三棱柱的两斜面通过螺栓连接所述第二支架体与底部支架或者所述底部支架与对应的安装面。
9.根据权利要求1所述的机器人模块化教学平台，其特征在于，所述切换盘包括：具有台阶形的装配槽的盘体，所述装配槽具有与所述接头相配合的装配面，所述装配面的至少部分区域通过磁性吸附作用与所述接头拆卸式连接。
10.根据权利要求1所述的机器人模块化教学平台，其特征在于，所述机械手和快换装置设置于一机台上，所述机台上还设置有安全光栅。
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