CN208969999U - 工业机器人综合技术训练平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业机器人综合技术训练平台，包括台面、柜体、机器人本体、示教器、示教模块和控制器，机器人本体数量设置为至少两个，示教器、控制器数量与机器人本体数量一致，控制器之间相互连接；台面边缘还安装有摄像头，机器人本体自由端设有快换装置，快换装置包括旋转基座和旋转部，旋转部两侧分别安装有自动快换部和手动快换部。自动快换部包括自动基座和公共基座，所述自动基座包括电磁铁、电动伸缩杆、竖杆和定位销，手动快换部包括手动基座壳体和公共基座，手动基座壳体内安装有啮合的齿轮和齿条，公共基座安装在抓取工具头部，公共基座上对应设有插孔、定位孔、衔铁和销孔，公共基座与自动基座和手动基座壳体均能匹配。

Description

工业机器人综合技术训练平台

技术领域

本实用新型涉及工业机器人领域，具体是一种工业机器人综合技术训练平台。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

随着人口红利的逐渐下降，企业用工成本不断上涨，工业机器人正逐步走进公众的视野。工业机器人能替代越来越昂贵的劳动力，同时能提升工作效率和产品品质。工业机器人作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。目前我国正处于加快转型升级的重要时期，以工业机器人为主体的机器人产业，正是破解我国产业成本上升、环境制约问题的重要路径选择。中国工业机器人市场近年来持续表现强劲，市场容量不断扩大。在工业机器人的热潮带动下，机器人企业、机器人产业园如雨后春笋般层出不穷。

相应的，产业的发展急需大量高素质高级技能型人才，专业人才教育已经成为产业发展的重要一环。由于其对实际操作要求较高，大多高校都开有实验课，以机器人设备辅助教学。然而现有的工业机器人教学设备有以下问题：功能模块使用率低，设备成本高，更换抓取工具不便等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有工业机器人教学设备的上述问题，提供了一种工业机器人综合技术训练平台，其应用时能提高设备各模块使用率，同时可简单快速手动和/或自动更换抓取工具。

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：

一种工业机器人综合技术训练平台，包括台面、柜体、机器人本体、示教器、示教模块和控制器，机器人本体安装在台面中心，示教器、控制器和机器人本体依次连接，示教器安装在台面边缘，示教模块安装在台面上，机器人本体数量设置为至少两个，示教器、控制器数量与机器人本体数量一致，控制器之间相互连接；台面边缘还安装有摄像头，摄像头与显示器连接。机器人本体自由端设有快换装置，快换装置包括旋转基座和旋转部，旋转基座固定安装在机器人本体自由端，旋转部与旋转基座可旋转安装，所述旋转部两侧分别安装有自动快换部和手动快换部；所述自动快换部包括自动基座和公共基座，所述自动基座包括电磁铁、电动伸缩杆、竖杆和定位销，所述自动基座安装在旋转部侧壁上，所述电磁铁安装在自动基座底面，所述电动伸缩杆安装在自动基座侧边，所述竖杆与电动伸缩杆竖直连接，所述定位销与竖杆竖直连接；所述手动快换部包括手动基座壳体和公共基座，所述手动基座壳体安装在旋转部侧壁上，手动基座壳体内安装有啮合的齿轮和齿条，齿轮连接有锁紧手柄，手动基座壳体内固定安装有安装块，安装块内设有供锁紧手柄穿过的通道，锁紧手柄的一端伸入通道与齿轮连接，锁紧手柄的另一端为手持端位于手动基座壳体外；手动基座壳体内还设有滑道，齿条位于滑道内，且可在滑道内上下移动；齿条末端安装有套管，在手动基座壳体外底部上设有空腔式插柱，插柱两侧设有定位块，套管一部分伸入插柱空腔内，且可在空腔内上下移动，空腔底部对称设置有限位槽，有钢珠位于限位槽中，对应插柱壁上开有通孔；所述公共基座上设有插孔和定位孔，插孔与插柱插装配合，定位块和定位孔插装配合；在所述插孔末端开设有凹槽，钢珠与凹槽相配合；所述公共基座设有与电磁铁位置相对应的衔铁，公共基座外边缘设有与定位销匹配的销孔。台面上还设有工具模块，工具模块包含多种抓取工具，抓取工具头端安装有公共基座。

优选地，定位销前端截面为斜坡形，销孔前端截面为与之匹配的斜坡形。

优选地，机器人本体和示教器均通过开关与电源连接，台面边缘设置有与机器人本体对应的开关按钮。

优选地，示教模块包括上下料模块、分拣模块、焊接模块、喷涂模块、装配模块、码垛模块和打磨模块中的一种或多种。

优选地，台面上还设有扩展模块安装位。

优选地，柜体底部设置有地脚和万向轮，柜体内部设置控制器、电气控制部分的安装位和散热扇。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、若干个机器人安装在一台设备上，使得多组学员可以在一台设备上同时操作，提高了示教模块的使用率，节约成本；

2、手动快换部和自动快换部的结合设置，既能适用于自动化的教学，又能培养学员动手能力，提升教学质量。

3、手动接头、自动接头和公共基座的结构使得更换抓取工具方便快速。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图。

图2为自动基座主视图。

图3为手动基座壳体剖面图。

图4为公共基座结构图。

图5为公共基座剖视图。

图6为齿轮齿条示意图。

图7为钢珠突出状态示意图。

附图标记如下所示：1-台面，2-柜体，3-机器人本体，4-示教器，6-示教模块，7-摄像头，8-按钮，9-旋转基座，10-旋转部，11-自动快换部，12-手动快换部，13-自动基座，14-公共基座，15-工具模块，16-扩展模块安装位，17-手动基座壳体，131-电磁铁，132-电动伸缩杆，133-竖杆，134-定位销，141-插孔，142-定位孔，143-凹槽，144-衔铁，145-销孔，171-齿轮，172-齿条，173-锁紧手柄，174-套管，175-插柱，176-定位块，177-限位槽，178-钢珠，1711-安装块，1712-滑道。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定 姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件 或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数 量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、 “安装”、 “相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一 体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接 相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上 述术语在本发明中的具体含义。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例：

如图1所示，一种工业机器人综合技术训练平台，包括台面1、柜体2、机器人本体3、示教器4、控制器和示教模块6，其中示教器4、控制器和机器人本体3依次连接，示教器4中存储有控制机器人本体3动作的指令，实际操作时，在示教器4上按下操作按钮，示教器4发送指令到控制器，控制器接收指令后控制机器人本体3做出相应动作。台面1安装在柜体2上，机器人本体3安装在台面1上，优选为安装在台面1中心，示教模块6安装在台面1上，示教器4安装在台面1边缘。其中机器人本体3数量设置为至少两个，示教器4、控制器数量与机器人本体3数量一致，通过该设置能使在实际教学中，单个设备教学量增加一倍，同时提高示教模块6的使用率。同时，台面上还安装有摄像头7，摄像头7与显示器（未示出）连接，在进行演示操作时，摄像头7录制画面并实时传输至显示器，显示屏优选为计算机显示屏，相对于本平台独立。优选地，机器人本体3均通过开关与电源连接，台面1边缘上设有与开关对应的按钮8。此外，与机器人本体3对应的控制器之间相互连接，实际操作时，机器人本体3动作之前可相互通信，避免碰撞。

机器人本体3自由端还设有快换装置，快换装置包括旋转基座9和旋转部10，旋转基座9固定安装在机器人本体3自由端，旋转部10可旋转安装在旋转基座9上，旋转部10为正方体，旋转部10侧壁上安装有自动快换部11和手动快换部12。具体地，如图2、图3、图4、图5、图6所示，自动快换部11包括自动基座13和公共基座14，手动快换部12包括手动基座壳体17和公共基座14，公共基座14为通用基座，与自动基座13和手动基座壳体17均可匹配。自动基座13和手动基座壳体17均安装在旋转部10侧壁上，公共基座14安装在抓取工具头部，通过公共基座与手动基座壳体和自动基座的匹配，分别实现抓取工具的手动和自动快换。

自动基座13包括电磁铁131、电动伸缩杆132、竖杆133和定位销134，电磁铁131对称安装在自动基座13底面，自动基座13对称的两侧壁上安装有电动伸缩杆132，优选地，自动基座13为立方体，自动基座13四面均安装有电动伸缩杆132，竖杆133与电动伸缩杆132垂直竖直固定连接，竖杆133底端固定安装定位销134，定位销134与竖杆133垂直安装且定位销方向朝向自动基座13。优选地，定位销134末端为斜坡形截面。

在手动基座壳体17内安装有配合的齿轮171和齿条172，手动基座壳体17内固定安装有安装块1711，安装块1711内设有供锁紧手柄173穿过的通道，对锁紧手柄173进行支撑，锁紧手柄173能在安装块内转动，锁紧手柄173的一端伸出上述通道，且其上设有齿轮171；锁紧手柄173的另一端为手持端位于手动基座壳体17外。手动基座壳体17内还设有滑道1712，齿条172位于滑道1712内，且可在滑道1712内上下移动。齿条172与齿轮171啮合。

齿条172底端固定连接有套管174；手动基座壳体17设有竖向通道供套管174在其中上下滑动，套管174的一部分位于手动基座壳体外。具体的说，在手动基座壳体17外底部固定连接有空腔式插柱175；插柱175两侧设有定位块176，套管174位于手动基座壳体外的部分插入插柱175的空腔中，并随着锁紧手柄转动可在插柱175中上下活动。插柱175空腔底部圆周边缘设置有限位槽177，钢珠178位于限位槽177内，限位槽177至少两个，以插柱175的轴线为中心均匀分布，对应插柱壁上开有通孔，通孔直径小于钢珠的直径，以使钢珠能在受到向外的挤压后从通孔凸出又不至于从通孔掉落。如图7所示，套管174外径大于两个相对设置的限位槽177之间的最短距离，使得套管174往下运动时，给钢珠178一个力，使得钢珠178从通孔中凸出。

公共基座14上设有插孔141、定位孔142，插孔141与插柱175插装配合，定位孔142和手动基座壳体底部的定位块176插装配合；插孔141末端开设有垂直于插孔141的凹槽143，凹槽143的分布和数量与上述限位槽177匹配，钢珠178与凹槽143相配合，公共基座14上还设有与电磁铁131配合的衔铁144，公共基座14四面设有与定位销134匹配的销孔145，公共基座14上衔铁144、插孔141、销孔145的位置互不影响，公共基座14安装在工具头上。

实际操作中，可以控制旋转部旋转来选择手动快换部和自动快换部，既能进行自动化教学，也能培养学员实际动手能力。自动快换步骤如下：在进行自动安装抓取工具时，电动伸缩杆向外伸，且控制器控制机器人本体向下运动到达指定位置，自动基座靠近公共基座，电动伸缩杆向外伸出，使得定位销之间距离增大，能容纳第二连接部通过，机器人本体继续向下运动，在电磁铁和衔铁接触后，电动伸缩杆向内缩，带动定位销插入销孔，定位销末端的斜坡截面设置使得定位销能更容易插入销孔，此时接通电磁铁电源，电磁铁拥有磁性，电磁铁与衔铁自动紧贴。当需要更换工具时，断开电磁铁电源，电磁铁失去磁性，同时电动伸缩杆向外伸出，带动定位销脱离销孔。

手动快换步骤如下：将插柱插入插孔中使手动基座壳体的与公共基座匹配，在拨动锁紧手柄到锁定位置时，锁紧手柄带动齿轮转动，齿轮带动齿条向下直线运动，齿条带动套筒向下直线运动，套筒与钢珠接触，钢珠受到挤压从插柱通孔凸出，凸出部分与凹槽紧密配合，从而达到手动基座壳体与公共基座的锁紧，实现工具的手动快速安装，再次转动锁紧手柄，使得套筒向上运动时，给钢珠一往回的力，使得钢珠完全收回插柱中，从而可以使得插柱与公共基座分离。

台面1上还设置有工具模块15，工具模块15中包含有若干个抓取工具，抓取工具头部安装有公共基座14。当需要自动更换抓取工具时，操作示教器发出指令，控制器控制机器人本体往工具模块移动，若干个抓取工具可以头部向上均匀排列在工具台上，也可以头部向外摆放在工具架上，机器人本体朝所需抓取工具位置移动，再按上述自动更换步骤装配所需工具。

示教模块6包括上下料模块、分拣模块、焊接模块、喷涂模块、装配模块、码垛模块和打磨模块中的一种或多种，以此来适应不同教学需求。

台面1上还可以设有扩展模块安装位16，来作为示教模块的补充。

此外，柜体2底部还可设置地脚和万向轮，方便移动和搬运。柜体2内部设有控制器和电气控制部分的安装位置，优选地，柜体内还设有散热扇，来降低设备运行的温度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种工业机器人综合技术训练平台，包括台面、柜体、机器人本体、示教器、示教模块和控制器，机器人本体安装在台面中心，示教器、控制器和机器人本体依次连接，示教器安装在台面边缘，示教模块安装在台面上，其特征在于：所述机器人本体数量设置为至少两个，所述示教器、控制器数量与机器人本体数量一致，所述控制器之间相互连接；所述台面边缘还安装有摄像头，所述摄像头与显示器连接；所述机器人本体自由端设有快换装置，所述快换装置包括旋转基座和旋转部，旋转基座固定安装在机器人本体自由端，旋转部与旋转基座可旋转安装，所述旋转部两侧分别安装有自动快换部和手动快换部；所述自动快换部包括自动基座和公共基座，所述自动基座包括电磁铁、电动伸缩杆、竖杆和定位销，所述自动基座安装在旋转部侧壁上，所述电磁铁安装在自动基座底面，所述电动伸缩杆安装在自动基座侧边，所述竖杆与电动伸缩杆竖直连接，所述定位销与竖杆竖直连接；所述手动快换部包括手动基座壳体和公共基座，所述手动基座壳体安装在旋转部侧壁上，手动基座壳体内安装有啮合的齿轮和齿条，齿轮连接有锁紧手柄，手动基座壳体内固定安装有安装块，安装块内设有供锁紧手柄穿过的通道，锁紧手柄的一端伸入通道与齿轮连接，锁紧手柄的另一端为手持端位于手动基座壳体外；手动基座壳体内还设有滑道，齿条位于滑道内，且可在滑道内上下移动；齿条末端安装有套管，在手动基座壳体外底部上设有空腔式插柱，插柱两侧设有定位块，套管一部分伸入插柱空腔内，且可在空腔内上下移动，空腔底部对称设置有限位槽，有钢珠位于限位槽中，对应插柱壁上开有通孔；所述公共基座上设有插孔和定位孔，插孔与插柱插装配合，定位块和定位孔插装配合；在所述插孔末端开设有凹槽，钢珠与凹槽相配合；所述公共基座设有与电磁铁位置相对应的衔铁，公共基座外边缘设有与定位销匹配的销孔；所述台面上还设有工具模块，工具模块包含多种抓取工具，所述抓取工具头端安装有公共基座。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人综合技术训练平台，其特征在于：所述定位销前端截面为斜坡形，所述销孔前端截面为与之匹配的斜坡形。

3.根据权利要求2所述的一种工业机器人综合技术训练平台，其特征在于：所述机器人本体和示教器均通过开关与电源连接，所述台面边缘设置有与机器人本体对应的开关按钮。

4.根据权利要求1至3所述的任一种工业机器人综合技术训练平台，其特征在于：所述示教模块包括上下料模块、分拣模块、焊接模块、喷涂模块、装配模块、码垛模块和打磨模块中的一种或多种。

5.根据权利要求1至3所述的任一种工业机器人综合技术训练平台，其特征在于：所述台面上还设有扩展模块安装位。

6.根据权利要求1至3所述的任一种工业机器人综合技术训练平台，其特征在于：所述柜体底部设置有地脚和万向轮，柜体内部设置控制器、电气控制部分的安装位和散热扇。