CN207924994U - 一种机器人多功能应用实训设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人多功能应用实训设备，包括工作台，所述工作台上设有机器人、喷涂组件、码垛组件和控制器，所述工作台上还设有第一工件上料组件、装配焊接组件、书法轨迹组件、工具组件、检测组件和指示灯；所述控制器电连接所述机器人、第一工件上料组件、装配焊接组件、喷涂组件、检测组件和指示灯；所述工具组件包括工具架，所述工具架固定于所述工作台上，所述工具架上安放有第二工件、焊枪、喷枪、轨迹笔和毛笔；所述机器人包括机械臂，所述机械臂上设有末端执行器，所述末端执行器设有第一夹持位和第二夹持位。本实用新型提供的一种机器人多功能应用实训设备集成了机器人的多种典型应用。

Description

一种机器人多功能应用实训设备

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种机器人多功能应用实训设备。

背景技术

随着机器人的普及和在各行各业的广泛使用，机器人教育也愈发重要，机器人实训设备得到重视。机器人实训设备可以对机器人的应用进行模拟，具有很好的演示效果，并且能培养学生实际的动手操作能力。

但是，现有的工业机器人教学设备均采用独立应用、单工序式设计，如要对机器人的多种功能进行实训，所需的设备占地面积偏大。中国发明专利CN201610752844.0公开了一种机器人教学实训平台，包括机器人和多个独立模块化设计的教学模块，如基础教学模块、搬运模块、码垛模块、装配模块等，但是各模块相对独立，没有连成一套完整的产品生产流程，并且缺少重要性较高的检测功能；除此之外，每个教学模块配置有专用的夹具，在不同教学模块上进行连续操作时，需要频繁的手动更换夹具，效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机器人多功能应用实训设备，用以解决以上技术问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种机器人多功能应用实训设备，包括工作台，所述工作台上设有机器人、喷涂组件、码垛组件和控制器，所述工作台上还设有第一工件上料组件、装配焊接组件、书法轨迹组件、工具组件、检测组件和指示灯；

所述控制器电连接所述机器人、第一工件上料组件、装配焊接组件、喷涂组件、检测组件和指示灯；所述工具组件包括工具架，所述工具架固定于所述工作台上，所述工具架上安放有第二工件、焊枪、喷枪、轨迹笔和毛笔；所述机器人包括机械臂，所述机械臂上设有末端执行器，所述末端执行器设有第一夹持位和第二夹持位。

可选的，所述装配焊接组件包括装配转盘，所述装配转盘的底面连接有装配转盘驱动件，所述装配转盘驱动件驱动所述装配转盘围绕装配转盘中心轴线旋转，所述装配转盘驱动件固定连接有装配转盘底座，所述装配转盘底座固定连接所述工作台；所述控制器电连接所述装配转盘驱动件；

所述装配转盘的顶面上固定设有多个用于夹持第一工件的夹持单元，多个所述夹持单元围绕所述装配转盘中心轴线环形均布；所述装配转盘底座固定连接有用于控制所述夹持单元松开/夹紧的行程件；

所述夹持单元包括内夹持件、外夹持件和夹持弹簧，所述内夹持件固定连接所述装配转盘，所述外夹持件滑动连接所述装配转盘，所述内夹持件与所述装配转盘中心轴线的距离小于所述外夹持件与所述装配转盘中心轴线的距离；所述夹持弹簧的一端固定连接所述外夹持件，所述夹持弹簧的另一端固定连接所述内夹持件；

所述外夹持件固定连接有导向杆，所述装配转盘上开设有用于导向所述导向杆的导向槽；所述导向槽贯通所述装配转盘的顶面和底面，所述导向杆远离所述外夹持件的一端穿过所述导向槽，伸至所述装配转盘的底面；

所述行程件包括用于和所述导向杆接触的行程件接触面；所述行程件接触面上任一点与所述装配转盘中心轴线的距离均大于所述导向杆与所述装配转盘中心轴线的距离，所述行程件接触面包括与所述装配转盘中心轴线距离最远的接触面最远部；所述装配转盘旋转，使所述导向杆在所述行程件接触面上滑动，以使所述导向杆在所述导向槽内移动。

可选的，所述夹持单元还包括内固定件，所述内固定件固定连接有滑杆，所述滑杆远离所述内固定件的一端固定连接有外固定件，所述内固定件与所述装配转盘中心轴线的距离小于所述外固定件与所述装配转盘中心轴线的距离；

所述内固定件的底面固定连接所述装配转盘，所述内固定件的顶面固定连接所述内夹持件；所述滑杆滑动连接有滑块，所述外夹持件固定连接所述滑块；所述导向杆固定连接所述滑块，所述夹持弹簧的一端固定连接所述滑块，所述夹持弹簧的另一端固定连接所述内固定件。

所述装配转盘底座固定连接有用于监测所述装配转盘的旋转位置的电磁传感器，所述控制器电连接所述电磁传感器；所述行程件接触面包括接触平面，所述接触平面的两端分别固定连接有一接触弧面，所述接触平面为所述接触面最远部。

可选的，所述装配转盘的顶面中央还设有用于临时放置所述第一工件的备用件；所述装配转盘中心轴线穿过所述装配转盘的中心，且垂直于所述装配转盘。

所述内夹持件朝向所述外夹持件的一面设有内夹持槽；所述外夹持件朝向所述内夹持件的一面设有外夹持槽，所述内夹持件和所述外夹持件对称设置。

可选的，所述末端执行器包括夹子气缸，所述夹子气缸驱动连接有两个对称分布于夹板对称面两侧的多功能夹板；

所述多功能夹板远离所述夹子气缸的一面上设有夹持方部，所述夹持方部朝向所述夹板对称面的一面为夹持平面，两个所述夹持平面组成所述第一夹持位；所述多功能夹板朝向所述夹板对称面的一面上开设有夹持弧面，两个所述夹持弧面组成所述第二夹持位。

所述夹子气缸固定连接有末端转轴，所述末端转轴转动连接有末端固定板；所述末端转轴还固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮啮合连接有第二齿轮，所述第一齿轮的直径小于所述第二齿轮的直径；

所述机械臂固定连接所述末端固定板；所述机械臂上设有机械臂转轴；所述机械臂转轴固定连接所述第二齿轮。

可选的，所述工作台面上还设有第一工件上料组件；所述第一工件上料组件包括上料支架，所述上料支架固定于所述工作台上；

所述上料支架上设有井式存放架和工件传送带，所述第一工件层叠堆放于所述井式存放架内，所述工件传送带连接有用于驱动所述工件传送带的传送带电机；所述井式存放架朝向所述工件传送带的一面上开设有工件出口，所述井式存放架背离所述工件传送带的一面上开设有工件推板口，所述工件推板口内设有工件推板，所述工件推板固定连接有用于驱动所述工件推板移动的送料气缸；

所述工件传送带的一端为第一工件上料位，所述上料支架上靠近所述第一工件上料位的位置固定设有用于导正所述第一工件的工件导向件，所述上料支架上对应所述第一工件上料位的位置固定设有接近感应器。

可选的，所述喷涂组件包括喷涂支架，所述喷涂支架固定于所述工作台上；所述喷涂支架上设有喷涂转盘，所述喷涂转盘连接有用于驱动所述喷涂转盘旋转的喷涂电机；所述控制器电连接所述喷涂电机；所述喷涂转盘上设有喷涂工位。

可选的，所述码垛组件包括码垛支架，所述码垛支架上设有多个工件放置位；

所述书法轨迹组件包括轨迹底座，所述轨迹底座固定于所述工作台上；所述轨迹底座上安装有关节轴承，所述关节轴承固定连接有轨迹板，所述轨迹板切割有多种图案；所述轨迹板可拆卸连接有书法板，所述书法板固定连接有书法基准锥和书法板把手。

可选的，所述指示灯包括灯座，所述灯座固定于所述工作台上，所述灯座上设有报警灯、正常灯和等待灯；

所述检测组件包括红外传感器安装座，所述红外传感器安装座固定于所述工作台上，所述红外传感器安装座固定连接有红外对射传感器。

可选的，所述工作台的顶面固定设有四个挡板条，四个所述挡板条围设形成工作台面；所述工作台上还安装有两个抽屉和两组柜门；所述工作台的底面安装有四个脚轮。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种机器人多功能应用实训设备集成了机器人的多种典型应用，包括上料、装配、焊接、喷涂、检测、码垛，连成一套完整的产品生产流程，便于学生理解生产线。此外还集成了轨迹运动、软笔书法等功能，一站式设计，节约了设备的安装场地和成本。并且通过通用的末端执行器和配套工具，不用拆换末端执行器即可实现多种功能，省去手动拆装的繁琐。装配焊接组件集成了装配功能和焊接功能，书法轨迹组件集成了书法功能和轨迹功能，进一步节约了空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的机器人多功能应用实训设备的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的机器人多功能应用实训设备的部分结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的机器人的结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的末端执行器的部分结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的第一工件上料组件的结构示意图。

图6为本实用新型实施例提供的装配焊接组件的结构示意图。

图7为本实用新型实施例提供的装配焊接组件的又一结构示意图。

图8为本实用新型实施例提供的装配焊接组件的部分结构示意图。

图9为本实用新型实施例提供的喷涂组件的结构示意图。

图10为本实用新型实施例提供的机器人多功能应用实训设备的又一部分结构示意图。

图11为本实用新型实施例提供的书法轨迹组件的结构示意图。

图中：10、工作台；11、工作台面；12、挡板条；13、抽屉；14、柜门；15、脚轮；20、机器人；21、机械臂；211、机械臂转轴；22、末端执行器；221、多功能夹板；2211、夹持方部；2212、夹持弧面；2213、硅胶垫片；222、夹子气缸；2221、夹子气缸夹子；2222、夹子气缸弹簧；223、末端转轴；224、末端固定板；225、第一齿轮；226、第二齿轮；30、第一工件上料组件；31、上料支架；32、井式存放架；321、工件出口；33、工件推板；34、送料气缸；35、工件传送带；36、接近传感器；37、工件导向件；40、装配焊接组件；41、装配转盘；410、装配转盘中心轴线；42、装配转盘驱动件；43、装配转盘底座；44、夹持单元；441、内固定件；442、外固定件；443、滑杆；444、滑块；445、内夹持件；446、外夹持件；447、夹持弹簧；448、导向杆；45、行程件；450、行程件安装座；451、行程件接触面；4511、接触平面；4512、接触弧面；46、电磁传感器；47、备用件；50、喷涂组件；51、喷涂支架；52、喷涂转盘；53、喷涂工位；54、喷涂电机；60、码垛组件；61、码垛支架；62、工件放置位；70、书法轨迹组件；71、轨迹底座；72、关节轴承；73、轨迹板；74、书法板；741、书法基准锥；742、书法把手；80、工具组件；81、第一工具架；811、焊枪；812、轨迹笔；813、毛笔；82、第二工具架；821、喷枪；822、第二工件；90、控制器；91、指示灯；92、检测组件；921、红外传感器安装座；922、红外对射传感器。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种机器人多功能应用实训设备，集成了机器人和与机器人配合使用的多个组件，适用于机器人专业和机电一体化专业的实训教学。

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

请参考图1，本实施例提供的一种机器人多功能应用实训设备包括工作台10，工作台10上设有多个组件。多个组件包括机器人20、第一工件上料组件30、装配焊接组件40、喷涂组件50、码垛组件60、书法轨迹组件70、工具组件80、控制器90、指示灯91和检测组件92。其中，控制器90电连接机器人20、第一工件上料组件30、装配焊接组件40、喷涂组件50、指示灯91和检测组件92，控制器90用于控制各组件的工作，控制器90包括触摸屏。

在本实施例中，机器人20用于夹取和移动工具/工件，第一工件上料组件30用于第一工件的上料，装配焊接组件40用于进行第一工件和第二工件的装配/焊接操作，喷涂组件50用于进行喷涂操作，码垛组件60用于堆放工件，书法轨迹组件70用于进行轨迹运动训练/书法演示，工具组件80用于安放工具/工件，指示灯91用于指示工作状态，检测组件92用于检测机器人20是否夹取有工件。

下面对各组件进行详细地描述。

请参考图2，工作台10的顶面上固定设有四个挡板条12，四个挡板条12围设形成工作台面11。工作台10上还安装有两个抽屉13和两组柜门14。工作台10的底面四角分别安装有一个脚轮15，脚轮15为安装有刹车的万向轮，则工作台10可移动或者固定于地面。

工具组件80包括固定于工作台面11的工具架，具体的，工具架包括第一工具架81和第二工具架82，第一工具架81上安放有焊枪811、轨迹笔812和毛笔813，第二工具架82上安放有喷枪821和第二工件822。

请参考图3至图4，机器人20为六轴工业机器人，包括机械臂21，机械臂21上设有末端执行器22。末端执行器22包括第一夹持位和第二夹持位。

在本实施例中，末端执行器22包括两个关于夹板对称面对称分布的多功能夹板221。

多功能夹板221固定连接夹子气缸222。夹子气缸222包括两个夹子气缸夹子2221，各夹子气缸夹子2221分别固定连接一个多功能夹板221。两个夹子气缸夹子2221受驱夹紧，带动两个多功能夹板221夹紧。

两个夹子气缸夹子2221之间固定连接有夹子气缸弹簧2222，两个夹子气缸夹子2221夹紧时夹子气缸弹簧2222变形，两个夹子气缸夹子2221不受力时夹子气缸弹簧2222复位，使两个夹子气缸夹子2221松开，带动两个多功能夹板221松开。

夹子气缸222固定连接有末端转轴223，末端转轴223转动连接末端固定板224。末端转轴223还固定连接有第一齿轮225，第一齿轮225套设于末端转轴223上，第一齿轮225啮合连接第二齿轮226。

机械臂21上设有可旋转的机械臂转轴211，机械臂转轴211固定连接第二齿轮226，第二齿轮226套设于机械臂转轴211上。末端固定板224固定连接机械臂21。机械臂转轴211旋转带动第二齿轮226旋转，第二齿轮226带动第一齿轮225旋转，进而带动夹子气缸222旋转，以使多功能夹板221旋转。

由此，末端执行器22可以带着被夹持物旋转，能够进行旋转装配操作。具体的，第二齿轮226的直径大于第一齿轮225的直径，则末端转轴223的转速大于机械臂转轴211的转速，末端执行器22可以快速旋转。

多功能夹板221远离夹子气缸222的一面上设有夹持方部2211，夹持方部2211朝向夹板对称面的一面为夹持平面，夹持平面主要用于夹持方形物品，两个夹持平面组成第一夹持位。在本实施例中，第一夹持位用于夹持第一工件。

多功能夹板221朝向夹持对称面的一面开设有夹持弧面2212，夹持弧面2212主要用于夹持圆柱形物品，两个夹持弧面组成第二夹持位。在本实施例中，第二夹持位用于夹持第二工件822/焊枪811/喷枪821/轨迹笔812/毛笔813。

夹持平面上设有硅胶垫片2213，硅胶垫片2213既可以增加被夹持物品与夹持面之间的摩擦力，以防止产品脱落，又可以避免被夹持物品划伤。可以理解的是，硅胶垫片2213还可以是其他防滑垫片，如橡胶垫片等。类似地，夹持弧面2212上也设有防滑垫片。

可以理解的是，多功能夹板221上还可以开设其他夹持面，以夹持不同尺寸的物品，此类拓展均应在本实用新型的保护范围内。由此，末端执行器22可以夹持不同尺寸和形状的物品，通用性强。例如在本实施例中，末端执行器22可以夹持第一工件/第二工件822/焊枪811/喷枪821/轨迹笔812/毛笔813，使得机器人2无需手动拆装实现末端执行器22的切换，以满足抓取不同规格型号的工具/工件的需求。

请参考图5，第一工件上料组件30包括上料支架31，上料支架31固定于工作台面11上。上料支架31上设有井式存放架32，多个第一工件层叠堆放于井式存放架32内，一层堆放一个第一工件。

上料支架31上设有工件传送带35，井式存放架32朝向工件传送带35的一面上开设有工件出口321，井式存放架32背离工件传送带35的一面开设有工件推板口。工件推板口内设有工件推板33，工件推板33固定连接有用于驱动工件推板33移动的送料气缸34。工件推板33受驱穿过工件推板口，伸入井式存放架32，进而推动最底层的第一工件穿过工件出口321，移动至工件传送带35上。

工件传送带35连接有用于驱动工件传送带35的传送带电机，工件传送带35的一端(图5中工件传送带35的右端)为第一工件上料位，上料支架31上对应第一工件上料位的位置设有接近传感器36。上料支架31上靠近第一工件上料位的位置设有工件导向件37，工件导向件37用于导正第一工件，以便于机器人20夹取第一工件。

在本实施例中，控制器90电连接送料气缸34、传送带电机和接近传感器36。第一工件被工件传送带35输送至第一工件上料位，进而被接近传感器36感应，传动带电机停止。接近传感器36发送信号至控制器90，控制器90控制末端执行器22移动至第一工件上料位，并通过第一夹持位夹取第一工件。末端执行器22再移动至装配焊接组件40处，将夹取的第一工件放置于装配焊接组件40上。

请参考图6至图8，装配焊接组件40用于进行装配焊接操作，包括装配转盘41，装配转盘41连接有用于驱动装配转盘41旋转的装配转盘驱动件42，装配转盘41受驱围绕装配转盘中心轴线410旋转，装配转盘中心轴线410穿过装配转盘41的中心且垂直于装配转盘41。装配转盘驱动件42固定于装配转盘底座43上，在本实施例中，装配转盘驱动件42包括装配转盘电机和装配转盘减速机，装配转盘电机连接装配转盘减速机，装配转盘减速机固定连接装配转盘41。

装配转盘41的顶面上固定有多个用于夹持第一工件的夹持单元44，夹持单元44为装配焊接两用工位。

夹持单元44包括内固定件441和外固定件442，内固定件441固定于装配转盘41上靠近装配转盘中心轴线410的部分，外固定件442固定于装配转盘41上靠近边沿的部分。内固定件441朝向外固定件442的一面固定连接两个平行设置的滑杆443，各滑杆443远离内固定件441的一端均固定连接外固定件442。各滑杆443与装配转盘41平行。

夹持单元44还包括滑块444，滑块444滑动连接两个滑杆443。滑块444上开设有两个滑杆通孔，各滑杆443对应穿过一滑杆通孔，使滑块444套设于两个滑杆443上。

进一步的，各滑杆通孔内分别固定连接有两个滑杆直线轴承，同一滑杆通孔内的两个滑杆直线轴承套设于同一滑杆443上，滑杆直线轴承可在滑杆443上滑动。滑杆直线轴承将滑动摩擦转为滚动摩擦，减小了滑块444滑动时的摩擦力，有利于滑块444滑动。

夹持单元44还包括夹持弹簧447，滑块444固定连接夹持弹簧447的一端，内固定件441固定连接夹持弹簧447的另一端。夹持弹簧447处于自由状态(即夹持弹簧447不受外力)时，滑块444位于滑块初始位置；滑块444受力从滑块初始位置朝外固定件442的方向移动，夹持弹簧447拉伸；滑块444不受力，夹持弹簧447复位，带动滑块444复位。

夹持单元44还包括内夹持件445和外夹持件446，内夹持件445固定于内固定件441的顶面，外夹持件446固定于滑块444顶面上靠近外固定件442的端部。

内夹持件445朝向外夹持件446的一面开设有内夹持槽，内夹持槽为贯通内夹持件445的顶面和底面的通槽，内夹持槽的形状为等腰梯形，槽口的面积大于槽底的面积。类似的，外夹持件446朝向内夹持件445的一面开设有外夹持槽。在本实施例中，内夹持件445和外夹持件446对称设置，即内夹持槽和外夹持槽的形状和尺寸相同。

滑块444受驱朝内固定件441移动，带动外夹持件446朝内夹持件445移动，第一工件位于内夹持槽和外夹持槽之间，被内夹持件445和外夹持件446夹紧。

夹持单元44还包括导向杆448，滑块444固定连接导向杆448。装配转盘41上开设有贯通装配转盘41的顶面和底面的导向槽，导向杆448远离滑块444的一端穿过导向槽，伸到装配转盘41的底面。导向槽的一端指向装配转盘中心轴线410，导向杆448可在导向槽内移动。

装配焊接组件40还包括位于装配转盘41下方的行程件45，行程件45用于控制夹持单元44的夹紧和松开。行程件45固定连接行程件安装座450，行程件安装座450固定连接装配转盘底座43。行程件45包括一行程件接触面451，装配转盘41旋转至第一预定位置，导向杆448开始与行程件接触面451接触。在本实施例中，行程件接触面451上任一点与装配转盘中心轴线410之间的距离大于导向杆448与装配转盘中心轴线410之间的距离。

为方便阐述，定义行程件接触面451上到装配转盘中心轴线410距离最远的部位为接触面最远部。在本实施例中，行程件接触面451由两个接触弧面4512和一个接触平面4511组成。接触平面4511的两端分别连接一个接触弧面4512，接触平面4511为接触面最远部。

导向杆448接触行程件接触面451后，装配转盘41继续旋转，使导向杆448在一个接触弧面4512上滑动，进而使导向杆448在导向槽内朝远离装配转盘中心轴线410的方向移动，带动滑块444朝外固定件442的方向移动，即夹持单元44逐渐松开。装配转盘41旋转至第二预定位置时，导向杆448移动至接触面最远部，此时，内夹持件445和外夹持件446之间的距离最远。装配转盘41从第二预定位置继续旋转，导向杆448离开接触面最远部，在另一个接触弧面4512上滑动，进而使导向杆448在导向槽内朝靠近装配转盘中心轴线410的方向移动，夹持单元44逐渐夹紧。综上所述，通过行程件45和导向杆448的配合，在装配转盘41旋转过程中可以实现夹持单元44自动松开/夹紧。

在本实施例中，导向杆448远离滑块444的一端还固定连接有导向杆轴承，导向杆轴承接触行程件接触面451，导向杆448通过导向杆轴承在行程件接触面451上滑动。导向杆轴承减小了导向杆448和行程件45之间的摩擦，有利于导向杆448在行程件45上的滑动。

在本实施例中，装配转盘底座43上还固定有传感器安装座，传感器安装座固定连接电磁传感器46，电磁传感器46用于监测装配转盘41的旋转位置。控制器90电连接电磁传感器46和装配转盘电机。

装配转盘41旋转至第二预定位置时，夹持单元44松开，电磁传感器46发出信号至控制器90，控制器90控制电机停止工作，并控制夹持有第一工件的末端执行器22移动至松开的夹持单元44处，将第一工件放置于夹持单元44上。预定时间后，控制器90控制电机继续工作，以使夹持单元44夹紧第一工件。

在本实施例中，装配转盘41上围绕装配转盘中心轴线410环形均布有四个夹持单元44，装配转盘41为圆形转盘。四个夹持单元44之间还设有备用件47，备用件47位于装配转盘41的中央，备用件47上开设有和第一工件形状匹配的备用件槽，备用件槽用于装配转盘41故障时临时放置第一工件。

为便于理解，四个夹持单元44按照开启的顺序依次定义为第一夹持单元、第二夹持单元、第三夹持单元和第四夹持单元，定义第一夹持单元松开时装配转盘41的位置为装配转盘初始位置。

装配转盘41处于装配转盘初始位置时，第一夹持单元松开，其他三个夹持单元均夹紧；装配转盘41受驱按预定旋转方向旋转90度，第一夹持单元夹紧，第二夹持单元松开；装配转盘41受驱按预定旋转方向继续旋转，当装配转盘41受驱按预定旋转方向旋转180度时，第二夹持单元夹紧，第三夹持单元松开；装配转盘41受驱按预定旋转方向再继续旋转，当装配转盘41受驱按预定旋转方向旋转270度时，第三夹持单元夹紧，第四夹持单元松开；当装配转盘41受驱按预定旋转方向旋转一周回到初始位置时，第四夹持单元夹紧，第一夹持单元松开；如此往复。

装配焊接组件40通过行程件45和导向杆448的配合，实现了夹持单元44的自动松开和夹紧，不需要额外增加驱动件驱动夹持单元44工作，节约了成本。多个夹持单元44的设计给第一工件提供了多个装配焊接工位，提高了生产效率。

请参考图9，喷涂组件50包括喷涂支架51，喷涂支架51固定连接工作台面11。喷涂支架51上设有喷涂转盘52，喷涂转盘52上设有用于安放工件的喷涂工位53。喷涂转盘51连接有用于驱动喷涂转盘51旋转的喷涂电机54。具体的，喷涂电机54固定连接有第一斜齿轮，第一斜齿轮啮合连接有第二斜齿轮，第二斜齿轮固定连接喷涂转盘51。

请参考图10至图11，码垛组件60包括码垛支架61，码垛支架61固定连接工作台面11。码垛支架61上设有多个用于放置工件的工件放置位62。

书法轨迹组件70包括轨迹底座71，轨迹底座71固定连接工作台面11。轨迹底座71上安装有关节轴承72，关节轴承72固定连接轨迹板73。通过关节轴承72可以调节轨迹板73与工作台面11之间的角度。轨迹板73上切割有多种图案，多种图案包括正方形、三角形、圆形、五角星形、雪花形、曲线和“汇邦”，“汇邦”为公司logo。可以理解的是，多种图案可以根据需求设置，如加入学校logo等。

轨迹板73远离工作台面11的一面可拆卸连接书法板74，书法板74固定连接书法基准锥741，书法基准锥741用于创建机器人工具坐标。书法板74还固定连接两个书法板把手742，书法板把手742便于拆卸书法板74。书法轨迹组件70集成了书法板74和轨迹板73，根据需求进行使用，节约了空间。

指示灯91包括灯座，灯座固定连接工作台面11，灯座上设有报警灯、正常灯和等待灯，报警灯亮表示设备故障，正常灯亮表示设备正常工作，等待灯亮表示设备处于等待工作的状态。具体的，指示灯91为三色灯，报警灯为红色灯，正常灯为绿色，等待灯为黄色。

检测组件92包括固定于工作台面11上的红外传感器安装座921，红外传感器安装座921上安装有红外对射传感器922。红外对射传感器922包括发射端和接收端，机器人20的末端执行器22移动至发射端和接受端之间，可以检测末端执行器22上是否夹取有物品。

本实施例提供的各组件的工作过程如下:

1、上料：送料气缸34通过工件推板33将第一工件从井式存放架32上推到工件传送带35上，工件传送带35将第一工件输送至第一工件上料位；接近传感器36检测到第一工件后，机器人2夹取第一工件；装配转盘41旋转使一个夹持单元44松开，机械臂21将第一工件放置于松开的夹持单元44上。

2、装配：装配转盘41继续旋转使放置有第一工件的夹持单元44夹紧；机器人2从第二工具架82上夹取第二工件822，并将第二工件822旋转装配到第一工件上。

3、焊接：机器人2从第一工具架81上夹取焊枪811，对第一工件和第二工件822的连接处进行焊接，以形成工件模块。焊接完成后机器人2将焊枪811放回第一工具架81。

4、喷涂：装配转盘41旋转使夹紧工件模块的夹持单元44松开，机器人2夹取工件模块，将工件模块放置于喷涂工位53上，然后从第二工具架82上夹取喷枪821，对工件模块进行喷涂处理，喷涂完成后，将喷枪821放回第二工具架82。

5、检测：机器人2从喷涂工位53上夹取喷涂完成的工件模块，移动至检测组件92处进行检测，以验证是否成功夹取了工件模块。

6、码垛：检测通过后，机器人2将夹取的工件模块放置于空的工件放置位62上，完成工件模块生产模拟流程。

7、轨迹运动：机器人2从第一工具架81上夹取轨迹笔812，到轨迹板73上按照图案的轨迹进行轨迹运动训练。

8、软笔书法：机器人2从第一工具架81上夹取毛笔813，到书法板74上进行书法演示。

本实施例提供的一种机器人多功能应用实训设备集成了机器人2的多种典型应用，包括上料、装配、焊接、喷涂、检测、码垛，连成一套完整的产品生产流程，此外还包括轨迹运动、软笔书法等功能，集成一站式设计，大大节约了设备的安装场地，降低了成本。

除此之外，机器人2的末端执行器22的通用性强，可以搭配各种工具实现多种功能，省去了拆装末端执行器22的繁琐。装配焊接组件40采用装配焊接两用工位，进一步节约了空间，且通过行程件45实现夹持单元44的夹紧/松开，进一步降低了成本。书法轨迹组件70集成了轨迹板73和书法板74，节约了空间。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种机器人多功能应用实训设备，包括工作台，所述工作台上设有机器人、喷涂组件、码垛组件和控制器，其特征在于，所述工作台上还设有第一工件上料组件、装配焊接组件、书法轨迹组件、工具组件、检测组件和指示灯；

所述控制器电连接所述机器人、第一工件上料组件、装配焊接组件、喷涂组件、检测组件和指示灯；所述工具组件包括工具架，所述工具架固定于所述工作台上，所述工具架上安放有第二工件、焊枪、喷枪、轨迹笔和毛笔；所述机器人包括机械臂，所述机械臂上设有末端执行器，所述末端执行器设有第一夹持位和第二夹持位。

2.根据权利要求1所述的机器人多功能应用实训设备，其特征在于，所述装配焊接组件包括装配转盘，所述装配转盘的底面连接有装配转盘驱动件，所述装配转盘驱动件驱动所述装配转盘围绕装配转盘中心轴线旋转，所述装配转盘驱动件固定连接有装配转盘底座，所述装配转盘底座固定连接所述工作台；所述控制器电连接所述装配转盘驱动件；

所述装配转盘的顶面上固定设有多个用于夹持第一工件的夹持单元，多个所述夹持单元围绕所述装配转盘中心轴线环形均布；所述装配转盘底座固定连接有用于控制所述夹持单元松开/夹紧的行程件；

所述夹持单元包括内夹持件、外夹持件和夹持弹簧，所述内夹持件固定连接所述装配转盘，所述外夹持件滑动连接所述装配转盘，所述内夹持件与所述装配转盘中心轴线的距离小于所述外夹持件与所述装配转盘中心轴线的距离；所述夹持弹簧的一端固定连接所述外夹持件，所述夹持弹簧的另一端固定连接所述内夹持件；

所述外夹持件固定连接有导向杆，所述装配转盘上开设有用于导向所述导向杆的导向槽；所述导向槽贯通所述装配转盘的顶面和底面，所述导向杆远离所述外夹持件的一端穿过所述导向槽，伸至所述装配转盘的底面；

所述行程件包括用于和所述导向杆接触的行程件接触面；所述行程件接触面上任一点与所述装配转盘中心轴线的距离均大于所述导向杆与所述装配转盘中心轴线的距离，所述行程件接触面包括与所述装配转盘中心轴线距离最远的接触面最远部；所述装配转盘旋转，使所述导向杆在所述行程件接触面上滑动，以使所述导向杆在所述导向槽内移动。

3.根据权利要求2所述的机器人多功能应用实训设备，其特征在于，所述夹持单元还包括内固定件，所述内固定件固定连接有滑杆，所述滑杆远离所述内固定件的一端固定连接有外固定件，所述内固定件与所述装配转盘中心轴线的距离小于所述外固定件与所述装配转盘中心轴线的距离；

所述内固定件的底面固定连接所述装配转盘，所述内固定件的顶面固定连接所述内夹持件；所述滑杆滑动连接有滑块，所述外夹持件固定连接所述滑块；所述导向杆固定连接所述滑块，所述夹持弹簧的一端固定连接所述滑块，所述夹持弹簧的另一端固定连接所述内固定件；

所述装配转盘底座固定连接有用于监测所述装配转盘的旋转位置的电磁传感器，所述控制器电连接所述电磁传感器；所述行程件接触面包括接触平面，所述接触平面的两端分别固定连接有一接触弧面，所述接触平面为所述接触面最远部。

4.根据权利要求3所述的机器人多功能应用实训设备，其特征在于，所述装配转盘的顶面中央还设有用于临时放置所述第一工件的备用件；所述内夹持件朝向所述外夹持件的一面设有内夹持槽；所述外夹持件朝向所述内夹持件的一面设有外夹持槽，所述内夹持件和所述外夹持件对称设置。

5.根据权利要求1所述的机器人多功能应用实训设备，其特征在于，所述末端执行器包括夹子气缸，所述夹子气缸驱动连接有两个对称分布于夹板对称面两侧的多功能夹板；

所述多功能夹板远离所述夹子气缸的一面上设有夹持方部，所述夹持方部朝向所述夹板对称面的一面为夹持平面，两个所述夹持平面组成所述第一夹持位；所述多功能夹板朝向所述夹板对称面的一面上开设有夹持弧面，两个所述夹持弧面组成所述第二夹持位；

所述夹子气缸固定连接有末端转轴，所述末端转轴转动连接有末端固定板；所述末端转轴还固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮啮合连接有第二齿轮，所述第一齿轮的直径小于所述第二齿轮的直径；

所述机械臂固定连接所述末端固定板；所述机械臂上设有机械臂转轴；所述机械臂转轴固定连接所述第二齿轮。

6.根据权利要求1所述的机器人多功能应用实训设备，其特征在于，所述工作台面上还设有第一工件上料组件；所述第一工件上料组件包括上料支架，所述上料支架固定于所述工作台上；

所述上料支架上设有井式存放架和工件传送带，所述第一工件层叠堆放于所述井式存放架内，所述工件传送带连接有用于驱动所述工件传送带的传送带电机；所述井式存放架朝向所述工件传送带的一面上开设有工件出口，所述井式存放架背离所述工件传送带的一面上开设有工件推板口，所述工件推板口内设有工件推板，所述工件推板固定连接有用于驱动所述工件推板移动的送料气缸；

所述工件传送带的一端为第一工件上料位，所述上料支架上靠近所述第一工件上料位的位置固定设有用于导正所述第一工件的工件导向件，所述上料支架上对应所述第一工件上料位的位置固定设有接近感应器。

7.根据权利要求1所述的机器人多功能应用实训设备，其特征在于，所述喷涂组件包括喷涂支架，所述喷涂支架固定于所述工作台上；所述喷涂支架上设有喷涂转盘，所述喷涂转盘连接有用于驱动所述喷涂转盘旋转的喷涂电机；所述控制器电连接所述喷涂电机；所述喷涂转盘上设有喷涂工位。

8.根据权利要求1所述的机器人多功能应用实训设备，其特征在于，所述码垛组件包括码垛支架，所述码垛支架上设有多个工件放置位；

所述书法轨迹组件包括轨迹底座，所述轨迹底座固定于所述工作台上；所述轨迹底座上安装有关节轴承，所述关节轴承连接有轨迹板，所述轨迹板上切割有多种图案；所述轨迹板可拆卸连接有书法板，所述书法板固定连接有书法基准锥和书法板把手。

9.根据权利要求1所述的机器人多功能应用实训设备，其特征在于，所述指示灯包括灯座，所述灯座固定于所述工作台上，所述灯座上设有报警灯、正常灯和等待灯；

所述检测组件包括红外传感器安装座，所述红外传感器安装座固定于所述工作台上，所述红外传感器安装座固定连接有红外对射传感器。

10.根据权利要求1所述的机器人多功能应用实训设备，其特征在于，所述工作台的顶面固定设有四个挡板条，四个所述挡板条围设形成工作台面；所述工作台上还安装有两个抽屉和两组柜门；所述工作台的底面安装有四个脚轮。