CN215495499U - 一种虚拟工业机器人实训工作站 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机器人教学设备技术领域，提供了一种虚拟工业机器人实训工作站，包括工作台以及设置在所述工作台上的机器人控制系统、示教器和计算机，所述计算机安装有虚拟机器人软件，所述计算机包括第一显示屏和主机，还包括：摄像装置，所述摄像装置通过支架设置在工作台上，所述摄像装置与所述计算机电连接，所述摄像装置用于对所述第一显示屏进行实时录像；以及第二显示屏，所述第二显示屏设置在所述第一显示屏的上侧或后侧，所述第二显示屏与所述计算机电连接，所述第二显示屏用于同步播放所述实时录像。本实用新型所提供的虚拟工业机器人实训工作站，成本较低，便于学员之间的分组讨论和相互学习，教学效率较高。

Description

一种虚拟工业机器人实训工作站

技术领域

本实用新型涉及机器人教学设备技术领域，具体涉及一种虚拟工业机器人实训工作站。

背景技术

近年来，工业机器人在各个领域迅速发展，从而导致关于工业机器人领域的高端技能型人才供不应求。各大高职院校为适应市场需求，也都开设了关于工业机器人相关的学科和专业。

然而，由于机器人的价格昂贵、体积大，导致所能配置的工作站较少，实训工位少，不便于大班教学。因此，目前很多高职院校均采用虚拟机器人实训工作站进行辅助教学。

虚拟机器人实训工作站，利用仿真技术在计算机中构造虚拟的六自由度工业机器人及机器人应用环境，使得学员和教师可以通过示教器操作虚拟工业环境中的虚拟机器人，以达到示教、再现编程的目的，从而改善了纯理论教学的鼓噪乏味，增加了教学的直观性，锻炼了学员的动手实践能力。

但是，上述虚拟机器人仿真工作站存在的不足之处在于：其包括工作台以及设置在工作台上的工业机器人控制系统、示教器和计算机，计算机安装有安装有虚拟工业机器人软件。因此，上述虚拟工业机器人仿真工作站通常都需要人手一机，从而导致投入成本较高，同时，也不便于学员之间分组讨论和相互学习。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种虚拟工业机器人实训工作站，以降低成本，同时还便于学员之间分组讨论和相互学习以提高教学效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种虚拟工业机器人实训工作站，包括工作台以及设置在所述工作台上的机器人控制系统、示教器和计算机，所述计算机安装有虚拟机器人软件，所述计算机包括第一显示屏和主机，还包括：

摄像装置，所述摄像装置通过支架设置在工作台上，所述摄像装置与所述计算机电连接，所述摄像装置用于对所述第一显示屏进行实时录像；以及

第二显示屏，所述第二显示屏设置在所述第一显示屏的上侧或后侧，所述第二显示屏与所述计算机电连接，所述第二显示屏用于同步播放所述实时录像。

进一步地，还包括VR眼镜，VR眼镜的数量为多个，多个所述VR眼镜与所述计算机电连接。

进一步地，所述工作台上设置有用于放置所述VR眼镜的第一放置盒和用于放置示教器的第二放置盒。

进一步地，所述第一放置盒和所述第二放置盒均与所述工作台呈抽屉结构设置。

进一步地，所述第一放置盒内设置有第一放置槽，所述第一放置槽的数量与所述VR眼镜的数量相等且一一对应，所述第二放置盒内设置有第二放置槽。

进一步地，所述工作台与地面固定连接。

进一步地，所述支架的一端与所述工作台铰接，所述摄像装置固定设置在所述支架的另一端。

进一步地，所述支架为伸缩杆。

进一步地，所述第二显示屏设置在所述第一显示屏的后侧。

进一步地，所述VR眼镜上设置有贴附区，所述贴附区用于粘贴学员的名字和/或学号。

本实用新型的有益效果：

本实用新型所提供的虚拟工业机器人实训工作站，通过设置用于对第一显示屏进行实时录像的显示装置和用于同步播放所述实时录像的第二显示屏，使之在教学时，可以对学员以多人为一组进行分组，每组中一名学员为主做学员、其余学员为观看学员，当主做学员再利用示教器进行操作时，观看学员可以通过第二显示屏观看主做学员的操作并可以相互讨论，提高了教学质量。同时，主做学员在组内可以轮换，因此，不必人手一机，减少了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型一实施例提供的虚拟工业机器人实训工作站的立体视图；

图2为图1所示的虚拟工业机器人实训工作站的主视图；

图3为图1所示的虚拟工业机器人实训工作站的左视图；

图4为图1所示的虚拟工业机器人实训工作站的后视图；

图5为图1所示的虚拟工业机器人实训工作站的第二放置盒的内部结构视图；

图6为图1所示的虚拟工业机器人实训工作站的第一放置盒的内部结构视图；

图7为图1所示的虚拟工业机器人实训工作站的结构示意图。

附图标记：

100-工作台、110-支架、120-第一放置盒、121-第一放置槽、130-第二放置盒、131-第二放置槽、101-第三放置槽、102-第四放置槽、200-机器人控制系统、300-示教器、410-第一显示屏、420-主机、500-摄像装置、600-第二显示屏、700-VR眼镜、710-贴附区、800-清洁瓶、900-清洁布。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-7所示，本实用新型提供一种虚拟工业机器人实训工作站，包括工作台100以及设置在工作台100上的机器人控制系统200、示教器300和计算机，计算机安装有虚拟机器人软件，计算机包括第一显示屏410和主机420。其中，学员或者教师通过示教器300进行机器人的操作和编程并将该信息传递给计算机，计算机将示教器300传递过来的信息传递给机器人控制系统200，虚拟机器人控制系统200控制虚拟机器人运行并在第一显示屏410中显示出来，从而达到提高教学效率的目的。

具体地，虚拟机器人软件包括基础教学模块、应用教学模块和开发设计辅助教学模块。

其中基础教学模块包括工业机器人结构单元、工业机器人控制柜单元、工业机器人驱动系统单元和工业机器人示教应用单元，工业机器人结构单元对工业机器人的机械原理和拆装进行教学；工业机器人控制柜单元用于对控制柜的组成以及原理剖析、I/O通信及其拓展进行教学；工业机器人驱动系统单元用于对伺服驱动器机构的结构原理、伺服电机的结构原理及参数、伺服电机与液压、气动的配合进行教学；工业机器人时间应用单元用于对示教器300结构剖析和功能简介以及示教器300的手动操作和轨迹示教进行教学。

应用教学模块包括工业机器人工作站应用单元和工业机器人系统集成单元。

其中，工业机器人工作站单元包括焊接工作站、搬运工作站、打磨抛光工作站和喷涂工作站等应用工业机器人场景，从而对工业机器人在焊接工作站、搬运工作站、打磨抛光工作站和喷涂工作站等应用场景的进行场景教学；工业机器人系统集成单元包括汽车焊接生产线等某行业机器人应用生产线应用场景，从而对工业机器人在某行业机器人应用生产线等应用场景进行场景教学。

开发设计辅助教学模块包括工业机器人控制系统测试单元、工业机器人减速机测试单元和工业机器人本体测试单元。

其中，工业机器人控制系统测试单元对PLC+位置控制模块方式和PC+运动控制卡方式进行教学；工业机器人减速机测试单元对谐波减速机和RV减速机测试进行教学；工业机器人本体测试单元对本体效率传输测试、本体载荷测试和本体轨迹奇异点测试进行教学。

上述虚拟工业机器人实训工作站还包括摄像装置500和第二显示屏600。

其中，摄像装置通过支架110安装在工作台100上，摄像装置500与计算机电连接，摄像装置500用于对第一显示屏410进行实时录像。

第二显示屏600固定安装在工作台100上、其位于第一显示屏410的上侧或后侧，第二显示屏600与计算机电连接，第二显示屏600用于同步播放实时录像。

使用时，对学员进行分组，多人为一组，较佳地，每组学员人数不少于三人，优选为4-6人，其中一个学员为主做学员，其余学员为观察学员、

当主做学员在在利用计算机或者示教器300进行操作时，摄像装置500将第一显示屏410里主做学员的操作画面进行同步录像并将录像信息传递给第二显示屏600，第二显示屏600对摄像装置500传递过来的录像信息进行同步播放。观看学员就可以通过第二显示屏600观看主做学员的操作并进行组内讨论，从而达到相互交流学习的目的，进而达到提高教学效率的目的。

当然主做学员可以在组内进行轮换，从而达到让所有学员都参与到操作上来的目的。

在一个实施例中，还包括VR眼镜700，VR眼镜700的数量为多个，多个VR眼镜700与计算机电连接。具体地，VR眼镜700的数量不少于每组学员的人数，优选地，VR眼镜700的数量与每组学员的人数相等。通过VR眼镜700将计算机中的虚拟机器人进行“实化”，以达到让虚拟的机器人真实起来的目的，从而达到加深学员印象的目的，进而达到进一步提高教学效率的目的。

在一个实施例中，工作台100上安装有用于放置VR眼镜700的第一放置盒120和用于放置示教器300的第二放置盒130。

通过在工作台100上设置第一放置盒120，将使用完毕或者不使用的VR眼镜700放置在第一放置盒120内，从而达到保存VR眼镜700的目的，以避免搁置在工作台100上的VR眼镜700被学员打翻掉落在地上对VR眼镜700造成的损坏。

通过在工作台100上设置第二放置盒130，在不使用示教器300时，将示教器300放置在第二放置盒130内，从而对示教器300进行较好的保存，以避免搁置在工作台100上的示教器300被学员打翻掉落在地上对示教器300造成的损坏。。

在一个实施例中，第一放置盒120和第二放置盒130均与工作台100呈抽屉结构设置。

此结构的第一放置盒120和第二放置盒130，既可以更好地对VR眼镜700和示教器300进行保存，还可以节省空间。

在一个实施例中，第一放置盒120内开设有第一放置槽121，第一放置槽121的数量与VR眼镜700的数量相等且一一对应。具体地，第一放置槽121与VR眼镜700相适应。通过将VR眼镜700放置在第一放置槽121内，可以避免诸多VR眼镜700放置在同一槽内所造成的相互磨损，从而达到对VR眼镜700进行更好的保存的目的。

第二放置盒130内开设有第二放置槽131。具体地，第二放置槽131与示教器300相适应。通过将示教器300放置在第二放置槽131内，从而可以更好地对示教器300进行保存。

优选地，第一放置盒120或第二放置盒130内还开设有第三放置槽101和第四放置槽102，其中第三放置槽101用于放置装有酒精等清洁剂的清洁瓶800，第四放置槽102用于放置清洁布900，在学员使用完毕后，利用清洁剂和清洁布900对VR眼镜700进行维护保养，从而达到更好地对VR眼镜700进行保存的目的。

优选地，第一放置槽121和第二放置槽131内设置有干燥棉，以更好地对VR眼镜700和示教器300进行保存。

在一个实施例中，工作台100与地面固定连接。

通过将工作台100与地面固定连接，使得工作台100具有一个固定的位置，以免学员将工作台100撞倒。

在一个实施例中，支架110的一端与工作台100铰接，摄像装置500固定设置在支架110的另一端。

在使用时，将摄像装置500转动至第一工作位置，在不使用时将摄像装置500转动至第二工作位置。以免在不使用摄像头时，由于摄像头通过支架110延伸在工作台100上，因为学员的失误，例如摔倒碰撞、异物钩挂、伸手误碰等对摄像头造成的损坏。

在一个实施例中，支架110为伸缩杆。通过伸缩杆调节摄像头的位置，从而达到节省空间的目的。

在一个实施例中，第二显示屏600设置在第一显示屏410的后侧。通过在将第二显示屏600设置在第一显示屏410的后侧，以便于其余学员的观看。

在一个实施例中，VR眼镜700上设置有贴附区710，贴附区710用于粘贴学员的名字和/或学号。具体地，贴附区710可以是开设在VR眼镜700上的贴附槽。

通过将学员的学号和/或姓名贴附在VR眼镜700上，使得学员自己对自己所使用的VR眼镜700负责，以免学员恶意损坏VR眼镜700，从而达到进一步保护VR眼镜700的目的。

优选地，贴附区710设置在VR眼镜700的顶部以便于查看。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种虚拟工业机器人实训工作站，包括工作台以及设置在所述工作台上的机器人控制系统、示教器和计算机，所述计算机安装有虚拟机器人软件，所述计算机包括第一显示屏和主机，其特征在于：还包括：

摄像装置，所述摄像装置通过支架设置在工作台上，所述摄像装置与所述计算机电连接，所述摄像装置用于对所述第一显示屏进行实时录像；以及

第二显示屏，所述第二显示屏设置在所述第一显示屏的上侧或后侧，所述第二显示屏与所述计算机电连接，所述第二显示屏用于同步播放所述实时录像。

2.根据权利要求1所述的虚拟工业机器人实训工作站，其特征在于：还包括VR眼镜，VR眼镜的数量为多个，多个所述VR眼镜与所述计算机电连接。

3.根据权利要求2所述的虚拟工业机器人实训工作站，其特征在于：所述工作台上设置有用于放置所述VR眼镜的第一放置盒和用于放置示教器的第二放置盒。

4.根据权利要求3所述的虚拟工业机器人实训工作站，其特征在于：所述第一放置盒和所述第二放置盒均与所述工作台呈抽屉结构设置。

5.根据权利要求3或4任意一项所述的虚拟工业机器人实训工作站，其特征在于：所述第一放置盒内设置有第一放置槽，所述第一放置槽的数量与所述VR眼镜的数量相等且一一对应，所述第二放置盒内设置有第二放置槽。

6.根据权利要求1所述的虚拟工业机器人实训工作站，其特征在于：所述工作台与地面固定连接。

7.根据权利要求1所述的虚拟工业机器人实训工作站，其特征在于：所述支架的一端与所述工作台铰接，所述摄像装置固定设置在所述支架的另一端。

8.根据权利要求7所述的虚拟工业机器人实训工作站，其特征在于：所述支架为伸缩杆。

9.根据权利要求1所述的虚拟工业机器人实训工作站，其特征在于：所述第二显示屏设置在所述第一显示屏的后侧。

10.根据权利要求5所述的虚拟工业机器人实训工作站，其特征在于：所述VR眼镜上设置有贴附区，所述贴附区用于粘贴学员的名字和/或学号。

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