CN114495620A - 一种智能化可旋转实训教学平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化可旋转实训教学平台，包括座架，座架上设可旋转的多面体旋转台，旋转台在旋转驱动机构的作用下做间歇回转运动，旋转台的多个面上分别设置有实训单元，实训单元上可设有子插头，旋转台内设有母插头，母插头在直线驱动机构的作用下与旋转至指定位置的子插头插合连接或分离，其中，旋转驱动机构包括旋转轴，旋转轴包括穿线管和旋转轴套，旋转轴套旋转安装在座架，且旋转台与旋转轴套固定连接，穿线管安装在旋转轴套内，穿线管的外端穿出座架且与座架固定连接，穿线管的内端位于旋转台内，电气线缆可穿设在穿线管内。本发明能够使不同实训单元之间自由切换方便、旋转定位精度高，且方便为各实训单元提供电与气源。

Description

一种智能化可旋转实训教学平台

技术领域

本发明涉及教学设备技术领域，具体涉及一种智能化可旋转实训教学平台。

背景技术

根据最新发布的《制造业人才发展规划指南》，我国现在的工业机器人产业人才缺口预计达到了300万，到了2025年将会达到450万，现在我国有关于机器人的产业供求比例为1：10。如何帮助企业快速培养高素质的机器人产业方面的技能人才是我们当前急需解决的问题。

为更好地提高老师教学柔性、效率及学生的学习兴趣和参与度、动手能力等，机器人技术培训需要一个开放式、多元化、智能化的实训教学平台，学员可以按照实际工作岗位中的技术与技能的要求自由选择对应实训单元。目前的机器人实训装置把不同的实训单元放置在平台上（或柜子里），操作性和学习内容大大受限，这样的机器人实训台，不仅教学内容受到限制而且对教学的便利性及设备管理也带来很大麻烦。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种智能化可旋转实训教学平台，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能化可旋转实训教学平台，包括座架，所述座架上设有机械臂、可旋转的多面体旋转台和快换夹头单元，所述旋转台在旋转驱动机构的作用下做间歇回转运动，所述旋转台沿环形分布的多个面上分别设置有对应的且可更换的实训单元，所述实训单元上可设有子插头，所述旋转台内设有母插头，所述母插头在直线驱动机构的作用下与旋转至指定位置的子插头插合连接或分离，所述母插头和直线驱动机构分别通过对应的电气线缆与控制模块电连接，其中，所述旋转驱动机构包括旋转轴，所述旋转轴包括穿线管和旋转轴套，所述旋转轴套旋转安装在所述座架，且所述旋转台与所述旋转轴套固定连接，所述穿线管安装在所述旋转轴套内，所述穿线管的外端穿出所述座架且与所述座架固定连接，所述穿线管的内端位于所述旋转台内，电气线缆穿设在所述穿线管内。

进一步地，所述穿线管的外端通过对应的轴承与连接在所述座架上的轴承座连接，且设置在所述轴承座上的顶针螺栓抵持在所述穿线管上，所述穿线管的内端通过对应的轴承与所述旋转轴套的内壁连接，且所述穿线管和所述旋转轴套间隙配合。

更进一步地，所述旋转轴套的两端分别通过对应的轴承与所述座架连接，所述轴承座抵持在与所述旋转轴套的外端连接的轴承的外端面上。

进一步地，所述旋转驱动机构还包括间歇回转机构和伺服电机，所述伺服电机通过所述间歇回转机构带动所述旋转轴套旋转。

更进一步地，所述间歇回转机构包括固定设置在所述旋转轴套上的槽轮及与所述伺服电机驱动连接的主动构件，所述主动构件的销轴与所述槽轮配合动作。

进一步地，还包括轴向贯穿所述旋转台8的警示灯急停组合装置7，所述警示灯急停组合装置包括多色警示灯及与所述穿线管连接的支撑挡板，一端配合连接有调节螺母的支撑螺杆的另一端穿过所述多色警示灯与所述支撑挡板固定连接，所述多色警示灯与所述支撑挡板之间设有弹性推件，所述多色警示灯上具有能够与所述支撑挡板触碰的自锁按钮开关。

更进一步地，所述多色警示灯上设置有位于所述旋转台外侧的有机玻璃。

进一步地，所述座架上还设有扩展支撑台，所述扩展支撑台上设有更换的工作单元，所述机械臂可延伸至所述工作单元上进行工作。

进一步地，所述实训单元为装配实训单元时，所述装配实训单元具有与所述旋转台可拆卸连接的物料支撑板，所述物料支撑板上放置有若干种模拟物料，且所述模拟物料的一端内嵌设有能够与所述物料支撑板吸附连接的吸合块。

进一步地，所述实训单元为物料存储仓库时，所述物料存储仓库包括物料存储桶，且通过在所述物料存储桶的进料口端设置至少一组弹性阻挡件来阻止所述旋转台翻转时物料掉落。

更进一步地，所述弹性阻挡件包括一起安装在所述物料存储桶的对应侧壁通道内的顶珠和顶推弹簧，所述顶推弹簧推动所述顶珠凸出所述物料存储桶的内壁。

更进一步地，所述弹性阻挡件包括一端与所述物料存储桶的进料口面连接的弹片，所述弹片的另一端延伸至所述进料口内。

从上述的技术方案可以看出，本发明的优点是：通过设置旋转台及旋转台的不同面是设置不同的实训单元，能够使不同实训单元之间自由切换方便；通过旋转驱动机构使旋转台进行间歇回转运动，使旋转定位精度高；通过使旋转台连续自动间歇旋转，进而使实训单元自由搭配组合容易；采用本申请的旋转轴的结构使本申请不仅能满足旋转功能，也能够方便为各实训单元提供电与气源。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

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为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的局部立体结构示意图。

图3为本发明的图2的主视图。

图4为本发明的局部剖视图。

图5为本发明的旋转驱动机构的主视图。

图6为本发明的旋转驱动机构的俯视图。

图7为本发明的旋转驱动机构的旋转轴的结构示意图。

图8为本发明的警示灯急停组合装置的结构示意图。

图9为本发明的装配实训单元的结构示意图。

图10为本发明的物料存储仓库的物料存储桶的一种结构示意图。

图11为本发明的物料存储仓库的物料存储桶的又一种结构示意图。

附图标记列表：机械臂1、工作单元2、扩展支撑台3、调节轮4、快换夹头单元5、实训单元6、装配实训单元61、物料支撑板611、模拟物料612、物料存储仓库62、物料存储桶621、顶珠622、顶推弹簧623、弹片624、螺钉625、警示灯急停组合装置7、有机玻璃71、多色警示灯72、调节螺母73、支撑螺杆74、推力弹簧75、支撑挡板76、自锁按钮开关77、旋转台8、旋转驱动机构9、伺服电机91、传动机构92、轴承座93、间歇回转机构94、旋转轴95、旋转轴套951、穿线管952、轴承953、座架10、母插头11、伸缩气缸12、护栏13、总接线端子14。

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。

参考图1至图10对本申请作进一步说明，如图1、图2和图3所示的一种智能化可旋转实训教学平台，包括护栏13和设置在所述护栏13内的座架10，所述护栏13上设有一扇可打开的门，所述座架10的底部设有多个调节轮4，所述调节轮4的设置使所述座架10方便移动，方便对应的设备使用完成后进行归位，所述座架10上设有多自由度的机械臂1、位于所述机械臂1一侧且可旋转的多面体旋转台8和位于所述机械臂1一侧的快换夹头单元5，所述旋转台8在旋转驱动机构9的作用下做间歇回转运动，所述旋转台8沿环形分布的多个面上分别设置有对应的且可更换的实训单元6，所述机械臂1可延伸至所述旋转台8处和所述快换夹头单元5处进行工作，所述实训单元6上可设有子插头，所述旋转台8内设有母插头11，所述母插头11在直线驱动机构的作用下与旋转至指定位置的子插头插合连接或分离，所述母插头11和直线驱动机构分别通过对应的电气线缆与控制模块电连接，方便利用所述控制模块为所述实训单元6提供电源或气源，实现智能化控制。所述子插头和所述母插头11上具有配套的子母电源套装、配套的子母气源套装和配套的弹簧顶针套装，且所述母插头11上还设有信号线排，所述子插头上还具有与所述信号线排配合的快捷接头，且子母电源套装、信号线排和快捷接头均配有PCB线路板。

本申请优选地，所述旋转台8为六棱柱，即沿环形分布有六个面，可以安装六个不同地实训单元6，且所述旋转台8的内部为空心状。

为了提高组合使用功能，所述座架10上还设有扩展支撑台3，所述扩展支撑台3上设有更换的工作单元2，所述机械臂1可延伸至所述工作单元2上进行工作。利用所述旋转台8的旋转，所述工作单元2可以与对应的一个或多个实训单元6组合使用，从而实现更多实际应用场景的学习。

本申请具体的，所述旋转台8位于所述机械臂1的前方，所述扩展支撑台3和所述快换夹头单元5分别位于所述机械臂1的左右两侧。

本申请优选地，所述直线驱动机构为伸缩气缸12，所述直线驱动机构还可为其他能够实现直线驱动的机构。

如图4、图5、图6和图7所示，为了使电缆和供气管进入到所述旋转台8内且不影响所述旋转台8的旋转功能，所述旋转驱动机构9包括旋转轴95、间歇回转机构94、伺服电机91和传动机构92，所述旋转轴95包括穿线管952和旋转轴套951，所述旋转轴套951的两端分别通过对应的轴承953旋转安装在所述座架10，且所述旋转台8与所述旋转轴套951固定连接，所述伺服电机91通过所述传动机构92带动所述间歇回转机构94动作，所述间歇回转机构94动作带动所述旋转轴套951旋转，所述穿线管952安装在所述旋转轴套951内，且所述穿线管952的的外端穿出所述座架10且与所述座架10固定连接，所述穿线管952的内端位于所述旋转台8内，电气线缆穿设在所述穿线管952内，采用上述方案解决了所述旋转台8在重力负载旋转时无法穿线、走线、无法自动为每个实训单元6提供动力信号的难题。

具体的，位于使所述穿线管952稳固安装，所述穿线管952的内端通过对应的轴承953与所述旋转轴套951的内壁连接，所述穿线管952的外端通过对应的轴承953与连接在所述座架10上的轴承座93连接能够使所述穿线管952与所述旋转轴套951可靠的配合，且设置在所述轴承座93上的顶针螺栓抵持在所述穿线管952上避免所述穿线管952随意旋转，当所述旋转轴套951旋转时，所述穿线管952不会跟随所述旋转轴套951旋转，进而避免穿设在所述穿线管952内的供气管和电缆拧在一起而影响工作可靠性，为了提高所述旋转轴95的强度，所述旋转轴套951的左端具有一台肩，且对应的轴承953位于台肩内使所述穿线管952与所述旋转轴套951贴合间隙配合安装；为了方便所述间歇回转机构94与所述旋转轴套951安装，所述旋转轴套951的右端具有小径段形成台肩面，该小径段通过对应的轴承953与所述座架10连接，所述间歇回转机构94限定在台肩面和所述座架10之间；为了方便所述旋转轴套951安装，设置在所述座架10上的用于安装所述旋转轴套951的孔为贯穿所述座架10的通孔，且所述轴承座93抵持在与所述旋转轴套951的外端连接的轴承953的外端面上起到轴承端盖的功能。

本申请具体的，所述穿线管952的左端具有一安装板，所述直线驱动机构固定安装在所述安装板上。

本申请的所述间歇回转机构94包括固定设置在所述旋转轴套951上的槽轮及与所述伺服电机91驱动连接的主动构件，所述主动构件的销轴与所述槽轮配合动作，使所述旋转台8进行连续的间歇回转运动，且使旋转定位精度高，进而使所述机械臂1和对应的实训单元6配合精度高，使操作可靠性高。

如图4、图5和图8所示，本申请还包括轴向贯穿所述旋转台8的警示灯急停组合装置7，所述警示灯急停组合装置7与所述旋转台8同轴且不能旋转，所述警示灯急停组合装置7包括多色警示灯72及与所述穿线管952连接的支撑挡板76，一端配合连接有调节螺母73的支撑螺杆74的另一端穿过所述多色警示灯72与所述支撑挡板76固定连接，所述多色警示灯72与所述支撑挡板76之间设有弹性推件，所述多色警示灯72上具有能够与所述支撑挡板76触碰的自锁按钮开关77。通过调节所述调节螺母73来调节所述警示灯急停组合装置7凸出所述旋转台8外的外伸长度，且所述支撑螺杆74不凸出所述多色警示灯72的外端面。操作时，通过按压所述多色警示灯72带动自锁按钮开关77触碰到支撑挡板76输出急停信号、相应的警示颜色和语音提示，需要解除急停时，只要再次按压多色警示灯72即可解除，同时警示灯颜色也跟着变化。该警示灯急停组合装置7前端配备有智能语音装置，用于对操作者进行的语音帮助和警示，并且伴随有不同颜色的警示灯来提醒操作者，同时还与一体机连接同步显示操作说明，从而很大程度减低失误率，提高学习乐趣，提高学生学习效率和质量。

具体的，所述旋转台8的外端面的中心部位设有与所述旋转台8的内部连通的避让孔，所述警示灯急停组合装置7贯穿所述避让孔。

本申请优选地，所述弹性推件为套设在所述支撑螺杆74上的推力弹簧75。所述推力弹簧75使所述多色警示灯72可靠的抵持在所述调节螺母73上。

为了使急停指示更明显，所述多色警示灯72上设置有位于所述旋转台8外侧的有机玻璃71。所述有机玻璃71的设置既不影响所述多色警示灯72的显示，也能够扩大急停按压面积，使操作更方便。

如图2和图9所示，所述实训单元6为装配实训单元61时，所述装配实训单元61具有与所述旋转台8可拆卸连接的物料支撑板611，所述物料支撑板611上放置有若干种模拟物料612，且所述模拟物料612的一端内嵌设有能够与所述物料支撑板611吸附连接的吸合块。

本申请具体的，所述吸合块为磁铁，当所述装配实训单元61位于所述旋转台8的顶部用于实训使用时，可以使所述模拟物料612的不带磁铁的一端与物料支撑板611接触，实训完成后，使所述模拟物料612的带磁铁的一端与支撑板611接触，避免旋转时模拟物料脱落，为了使所述模拟物料612安放的更稳定，所述物料支撑板611也可以安装有磁铁。

如图10和图11所示，所述实训单元6为物料存储仓库62时，所述物料存储仓库62包括物料存储桶621，且通过在所述物料存储桶621的进料口端设置至少一组弹性阻挡件来阻止所述旋转台8翻转时物料掉落。为所述物料存储桶621装入所述模拟物料612时所述模拟物料612从所述物料存储桶621上端用力按压而落下。

本申请优选地，所述物料存储桶621的进料口端设置三组环形分布的弹性阻挡件。

所述弹性阻挡件的第一种结构为，所述弹性阻挡件包括一起安装在所述物料存储桶621的对应侧壁通道内的顶珠622和顶推弹簧623，所述顶推弹簧623推动所述顶珠622凸出所述物料存储桶621的内壁。当实训单元6旋转时所述模拟物料612就会受到顶珠622的阻挡就不会轻易掉落出去。

具体的，所述物料存储桶621包括筒体，所述侧壁通道贯穿所述筒体的侧壁，所述筒体的进料端面上安装一压套，所述压套将所述顶推弹簧623限定在所述侧壁通道内，所述侧壁通道的内端口的直径小于所述顶珠622的直径。

所述弹性阻挡件的第二种结构为，所述弹性阻挡件包括一端通过螺钉625与所述物料存储桶621的进料口面连接的弹片624，所述弹片624的另一端延伸至所述进料口内。当实训单元6旋转时所述模拟物料612就会受到弹片624的阻挡就不会轻易掉落出去。

具体的，所述物料存储桶621的进料口呈漏斗状，所述弹片624与内锥面贴合。

如图4和图5所示，本申请还包括固定设置在所述座架10外侧的总接线端子14，所述总接线端子14通过外部线缆与市电连通，与所述总接线端子14与控制模块连通，与所述控制模块接通的一部分线缆穿过所述穿线管952与所述母插头11、直线驱动机构和所述警示灯急停组合装置7连接提供控制信号和电源，与所述控制模块接通的另一部分线缆位于所述座架10内与所述工作单元2、旋转驱动机构9和机械臂1连接提供控制信号和电源。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种智能化可旋转实训教学平台，包括座架（10），所述座架（10）上设有机械臂（1）、可旋转的多面体旋转台（8）和快换夹头单元（5），其特征在于，所述旋转台（8）在旋转驱动机构（9）的作用下做间歇回转运动，所述旋转台（8）沿环形分布的多个面上分别设置有对应的且可更换的实训单元（6），所述实训单元（6）上可设有子插头，所述旋转台（8）内设有母插头（11），所述母插头（11）在直线驱动机构的作用下与旋转至指定位置的子插头插合连接或分离，所述母插头（11）和直线驱动机构分别通过对应的电气线缆与控制模块电连接，其中，所述旋转驱动机构（9）包括旋转轴（95），所述旋转轴（95）包括穿线管（952）和旋转轴套（951），所述旋转轴套（951）旋转安装在所述座架（10），且所述旋转台（8）与所述旋转轴套（951）固定连接，所述穿线管（952）安装在所述旋转轴套（951）内，所述穿线管（952）的外端穿出所述座架（10）且与所述座架（10）固定连接，所述穿线管（952）的内端位于所述旋转台（8）内，电气线缆穿设在所述穿线管（952）内。

2.如权利要求1所述的智能化可旋转实训教学平台，其特征在于，所述穿线管（952）的外端通过对应的轴承（953）与连接在所述座架（10）上的轴承座（93）连接，且设置在所述轴承座（93）上的顶针螺栓抵持在所述穿线管（952）上，所述穿线管（952）的内端通过对应的轴承（953）与所述旋转轴套（951）的内壁连接，且所述穿线管（952）和所述旋转轴套（951）间隙配合。

3.如权利要求2所述的智能化可旋转实训教学平台，其特征在于，所述旋转轴套（951）的两端分别通过对应的轴承（953）与所述座架（10）连接，所述轴承座（93）抵持在与所述旋转轴套（951）的外端连接的轴承（953）的外端面上。

4.如权利要求1所述的智能化可旋转实训教学平台，其特征在于，所述旋转驱动机构（9）还包括间歇回转机构（94）和伺服电机（91），所述伺服电机（91）通过所述间歇回转机构（94）带动所述旋转轴套（951）旋转。

5.如权利要求4所述的智能化可旋转实训教学平台，其特征在于，所述间歇回转机构（94）包括固定设置在所述旋转轴套（951）上的槽轮及与所述伺服电机（91）驱动连接的主动构件，所述主动构件的销轴与所述槽轮配合动作。

6.如权利要求1所述的智能化可旋转实训教学平台，其特征在于，还包括轴向贯穿所述旋转台（8）的警示灯急停组合装置（7），所述警示灯急停组合装置（7）包括多色警示灯（72）及与所述穿线管（952）连接的支撑挡板（76），一端配合连接有调节螺母（73）的支撑螺杆（74）的另一端穿过所述多色警示灯（72）与所述支撑挡板（76）固定连接，所述多色警示灯（72）与所述支撑挡板（76）之间设有弹性推件，所述多色警示灯（72）上具有能够与所述支撑挡板（76）触碰的自锁按钮开关（77）。

7.如权利要求6所述的智能化可旋转实训教学平台，其特征在于，所述多色警示灯（72）上设置有位于所述旋转台（8）外侧的有机玻璃（71）。

8.如权利要求1所述的智能化可旋转实训教学平台，其特征在于，所述座架（10）上还设有扩展支撑台（3），所述扩展支撑台（3）上设有可更换的工作单元（2），所述机械臂（1）可延伸至所述工作单元（2）上进行工作。

9.如权利要求1所述的智能化可旋转实训教学平台，其特征在于，所述实训单元（6）为装配实训单元（61）时，所述装配实训单元（61）具有与所述旋转台（8）可拆卸连接的物料支撑板（611），所述物料支撑板（611）上放置有若干种模拟物料（612），且所述模拟物料（612）的一端内嵌设有能够与所述物料支撑板（611）吸附连接的吸合块。

10.如权利要求1所述的智能化可旋转实训教学平台，其特征在于，所述实训单元（6）为物料存储仓库（62）时，所述物料存储仓库（62）包括物料存储桶（621），且通过在所述物料存储桶（621）的进料口端设置至少一组弹性阻挡件来阻止所述旋转台（8）翻转时物料掉落。

11.如权利要求10所述的智能化可旋转实训教学平台，其特征在于，所述弹性阻挡件包括一起安装在所述物料存储桶（621）的对应侧壁通道内的顶珠（622）和顶推弹簧（623），所述顶推弹簧（623）推动所述顶珠（622）凸出所述物料存储桶（621）的内壁。

12.如权利要求10所述的智能化可旋转实训教学平台，其特征在于，所述弹性阻挡件包括一端与所述物料存储桶（621）的进料口面连接的弹片（624），所述弹片（624）的另一端延伸至所述进料口内。

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