CN215911099U - 一种视觉机器人教学平台设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种视觉机器人教学平台设备，包含柜体组件，实验台组件，机器视觉组件，机器人，抓取组件，控制系统，机器人控制器底座，报警组件，所述的实验台组件、机器视觉组件、机器人、控制系统、机器人控制器底座、报警组件安装在柜体组件上，所述的抓取组件安装在机器人上，本实用新型基于机器人视觉技术可以用于视觉机器人教学示范的目的，可以使学生直观地体验和控制视觉机器人抓取放置工件，学习视觉机器人编程实现工件运动轨迹的整个过程，本实用新型具有结构简单美观，使用维护方便，教学展示直观，教学功能多样，设备安全的优点。

Description

一种视觉机器人教学平台设备

技术领域

本实用新型涉及视觉机器人技术领域，尤其是涉及一种视觉机器人教学平台设备。

背景技术

基于信息物理系统CPS(Cyber-PhysicalSystem)，以生产中的供应、制造、销售信息高度数据化、网络化、智能化为标志，最终实现快速、高效、智能的个性化产品供应。以智能制造为重点，推进制造过程智能化。近几年来，国内外都在大力发展智能制造技术，机器视觉技术被视为智能制造技术中不可缺少的技术环节。但是，中国制造2025现在仍然是美好的愿景，而实现这一美好愿景，需要培养大量的智能制造，人工智能相关的人才。

实用新型内容

为了克服上述问题，本实用新型提出了一种视觉机器人教学平台设备，这种视觉机器人教学设备，主要用于高校科研机构教育培训基于视觉机器人的人才，让学生直观的全方位的学习基于视觉机器人控制的相关技术。

本实用新型采用的技术方案是：包括：柜体组件，实验台组件，机器视觉组件，机器人，抓取组件，控制系统，机器人控制器底座，报警组件。

所述的实验台组件围绕机器人安装在柜体组件上部，所述的机器视觉组件安装在柜体组件一侧上部，所述的机器人安装在柜体组件上部靠后的位置，所述的抓取组件安装在机器人机械臂的端部上，所述的机器人控制器底座安装在柜体组件上部前端中间位置，所述的报警组件安装在柜体组件前部右侧；

所述的柜体组件包含前柜体和后柜体，所述的后柜体包含散热风扇，所述的散热风扇安装在后柜体下部一侧；

所述的实验台组件包含工件实验台组件，立体实验台组件，平面实验台组件，轨迹实验台组件，所述的工件实验台组件和立体实验台组件安装在后柜体右侧的上部，平面实验台组件安装在后柜体前侧的上部，轨迹实验台组件安装在后柜体左侧的上部位置，所述的工件实验台组件包含形状工件，载物台，载物台底座，所述的立体实验台组件包括三角置物台，形状工件放置槽，三角置物台底座，所述的平面实验台组件包括圆形棋子工件，棋盘载物台，棋盘载物台底座，所述的轨迹实验台组件包括平面轨迹块，立体轨迹块，轨迹件载物台，轨迹载物台底座；

所述的机器视觉组件包含视觉组件支架，工业相机，条形光源，所述的工业相机固定在视觉组件支架上部，所述的条形光源安装在视觉组件支架上部、工业相机下部两侧；

所述的机器人安装在后柜体上部中间位置；

所述的抓取组件包含抓取组件固定板，吸嘴，夹爪，所述的吸嘴和夹爪通过抓取组件固定板连接在机器人机械臂的端部上；

所述控制系统包括计算机，触控屏，机器人控制器，光源控制器，PLC控制器，抓取组件控制电子阀，所述的光源控制器，工业相机连接计算机，所述的计算机，触控屏，机器人控制器，抓取组件控制电子阀，报警组件连接PLC 控制器，所述的计算机安装在前柜体上，所述的触控屏安装在前柜体上部右侧，所述的机器人控制器安装在后柜体内部，所述的光源控制器、PLC控制器、抓取组件控制电子阀安装在前柜体内部；

所述的机器人控制器底座安装在柜体组件上部前端中间的位置；

所述的报警组件安装在柜体组件前部一侧位置。

进一步地，所述的工件实验台组件包含的形状工件选择不同形状的工件进行对应的教学操作。

进一步地，所述的立体实验台组件使用45°和60°两种不同角度的斜面，可以根据实际教学需求实现不同角度立体放置工件。

进一步地，所述的轨迹实验台组件使用平面轨迹块和立体轨迹块两种轨迹模型，实现二维平面和三维空间的机器运动轨迹编程。

进一步地，所述的条形光源安装在视觉组件支架上部、工业相机下部两侧，所述的条形光源可以实现左右两侧双向补光。

进一步地，所述的抓取组件通过吸嘴和夹爪两种不同的抓取方式实现不同工件的抓取。

进一步地，所述的机器人控制器底座可以放置机器人的遥控器或机器人示教显示器。

进一步地，所述的控制系统通过PLC控制器分别控制计算机、触控屏、机器人控制器、抓取组件控制电子阀以及报警组件，计算机控制工业相机和光源控制器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型一种视觉机器人教学平台设备，由柜体组件，实验台组件，机器视觉组件，机器人，抓取组件，控制系统，机器人控制器底座，报警组件构成，具有使用维护方便，教学功能多样，设备安全等优点。

本实用新型一种视觉机器人教学平台设备，所述的实验台组件、机器视觉组件、机器人、控制系统、机器人控制器底座、报警组件安装在柜体组件上，所述的抓取组件安装在机器人上，这种采用开放式设计的结构，方便教学展示和操作，可以让学生更加直观地体验和学习。

本实用新型一种视觉机器人教学平台设备，所述的工件实验台组件包含的形状工件选择不同形状的工件进行对应的教学操作。

本实用新型一种视觉机器人教学平台设备，所述的立体实验台组件使用45°和60°两种角度的斜面，可以控制机器人不同角度放置工件，锻炼和提升学生的编程能力与实操能力。

本实用新型一种视觉机器人教学平台设备，所述的轨迹实验台组件使用平面轨迹块和立体轨迹块两种轨迹模型，可以控制机器人实现二维平面和三维空间的物体边缘轨迹扫描测量。

本实用新型一种视觉机器人教学平台设备，所述的机器视觉组件包含视觉组件支架，工业相机，条形光源，所述的工业相机固定在视觉组件支架上部，可以获得清晰的待测工件图像，所述的条形光源安装在视觉组件支架上部、工业相机下部两侧，所述的条形光源实现左右两侧双向补光，可以突出显示出待测工件特征。

本实用新型一种视觉机器人教学平台设备，所述的抓取组件通过吸嘴和夹爪两种不同的抓取方式实现不同工件的抓取。拓展了本实用新型测量和功能的多样性，更加适合教学与科研的实际需求。

本实用新型一种视觉机器人教学平台设备，所述的机器人控制器底座可以放置机器人的遥控器，也可以放置机器人示教显示器，这种结构可以很方便的放置大屏幕的机器人示教显示器，放置方便安全，方便学生更加直观的学习视觉机器人的控制技术。

本实用新型一种视觉机器人教学平台设备，所述的控制系统通过PLC控制器分别控制计算机、触控屏、机器人控制器、抓取组件控制电子阀以及报警组件，计算机控制工业相机和光源控制器，控制简单实用，操作方便直观安全，比较适合教学演示。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种视觉机器人教学平台设备正侧面三维结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种视觉机器人教学平台设备的工件实验台组件结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种视觉机器人教学平台设备的立体实验台组件正侧面三维结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种视觉机器人教学平台设备的平面实验台组件结构示意图；

图5为本实用新型提出的一种视觉机器人教学平台设备的轨迹实验台组件正侧面三维结构示意图；

图6为本实用新型提出的一种视觉机器人教学平台设备的机器视觉组件正侧面三维结构示意图；

图7为本实用新型提出的一种视觉机器人教学平台设备的抓取组件正侧面三维结构示意图；

图8为本实用新型提出的一种视觉机器人教学平台设备的控制系统示意图。

附图标记说明

110-前柜体，120-后柜体，121-散热风扇，210-工件实验台组件，211-形状工件，212-载物台，213-载物台底座，220-立体实验台组件，221-三角置物台， 222-形状工件放置槽，223-三角置物台底座，230-平面实验台组件，231-圆形棋子工件，232-棋盘载物台，233-棋盘载物台底座，240-轨迹实验台组件，241-平面轨迹块，242-立体轨迹块，243-轨迹件载物台，244-轨迹载物台底座，300-机器视觉组件，310-视觉组件支架，320-工业相机，330-条形光源，400-机器人， 500-抓取组件，510-抓取组件固定板，520-吸嘴，530-夹爪，610-计算机，620- 触控屏，700-机器人控制器底座，800-报警组件。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构，比例，大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰，比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”，“下”，“左”，“右”，“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1～8所示，其示出了本实用新型的具体实施方式；

本实用新型公开的一种视觉机器人教学平台设备，包含：柜体组件，实验台组件，机器视觉组件300，机器人400，抓取组件500，控制系统，机器人控制器底座700，报警组件800；

在本实用新型中，如图1所示，所述的实验台组件围绕机器人400安装在柜体组件上部，所述的机器视觉组件300安装在柜体组件一侧上部，所述的机器人400安装在柜体组件上部靠后的位置，所述的抓取组件500安装在机器人 400机械臂的端部上，所述的机器人控制器底座700安装在柜体组件上部前端中间位置，所述的报警组件800安装在柜体组件前部右侧；

所述的柜体组件包含前柜体110和后柜体120，所述的后柜体120包含散热风扇121，所述的散热风扇121安装在后柜体120下部一侧；

在本实用新型中，所述的柜体组件的框架主要使用铝型材制成，面板使用经过表面喷塑的铝制面板，这样可以减轻产品的总体质量，柜体一侧安装有散热风扇121可以有效防止设备过热；

如图2～5所示，所述的实验台组件包含工件实验台组件210，立体实验台组件220，平面实验台组件230，轨迹实验台组件240，所述的工件实验台组件210 和立体实验台组件220安装在后柜体120右侧的上部，平面实验台组件230安装在后柜体120前侧的上部，轨迹实验台组件240安装在后柜体120左侧的上部位置，所述的工件实验台组件210包含形状工件211，载物台212，载物台底座213，所述的立体实验台组件220包括三角置物台221，形状工件放置槽222，三角置物台底座223，所述的平面实验台组件230包括圆形棋子工件231，棋盘载物台232，棋盘载物台底座233，所述的轨迹实验台组件240包括平面轨迹块 241，立体轨迹块242，轨迹件载物台243，轨迹载物台底座244；

在本实用新型中，如图2所示，所述的工件实验台组件包含形状工件211 分别有等边三角形、圆形、正六边形和正方形四种不同形状，还可以根据教学实验的要求设置其它不同形状的工件，在本实用新型当中不做限制，其中在教学当中可以通过视觉组件对工件实验台上的组件的位置进行拍照测试，获得空间工件的空间坐标位置，然后将工件的空间坐标位置传输给机器人，在通过编程控制机器人去抓取和放置工件实验台上的工件，完成视觉机器人技术的学习；

在本实用新型中，如图3所示，所述的立体实验台组件220使用45°和60°两种角度的斜面，还可以根据教学实验要求设置不同的空间角度，在本实用新型当中不做限制，通过斜面角度的不同，实现使用机器人在三维空间的工件放置，丰富了视觉机器人的教学成果；

在本实用新型中，如图4所示，所述的平面实验台组件230包括圆形棋子工件231，棋盘载物台232，棋盘载物台底座233，所述的棋盘载物台232使用棋盘格方便圆形棋子工件231定位摆放，展示效果直观，便于教学操作；

在本实用新型中，如图5所示，所述的轨迹实验台组件240通过平面轨迹块241与立体轨迹块242两种模型，将吸嘴520取下安装走轨迹零件至原安装吸嘴520处，使用走轨迹零件检测工件平面边缘轨迹和立体工件边缘轨迹，实现二维空间与三维空间内的工件轨迹检测；

首先在机器人400端部的抓取组件固定板510上安装轨迹针，通过机器人编程实现机器人在平面轨迹块241上轨迹图案上的运动，还可以通过编程实现机器人在立体轨迹块242上的立体图案上的运动；

如图6所示，所述的机器视觉组件300包含视觉组件支架310，工业相机 320，条形光源330，所述的工业相机320固定在视觉组件支架310上部，所述的条形光源330安装在视觉组件支架310上部、工业相机320下部两侧；

在本实用新型中，如图6所示，所述的视觉组件支架310使用铝型材制成，轻便不易变形，所述的条形光源330使用两条平行光源左右两侧双向补光，这种光源可以同时为平面或者立体被测物进行照明，由于两侧的条形光源330可以进行俯仰角度的调整，因此对于平面物体或者立体物体具有很好的照明效果；

所述的机器人400安装在柜体组件上部后端中间位置；

如图7所示，所述的抓取组件500包含抓取组件固定板510，吸嘴520，夹爪530，对于可以抓取不同形状的物体，吸嘴520和夹爪530由气泵提供气源动力，使用抓取组件控制电子阀控制吸嘴520和夹爪530；

在本实用新型中，如图7所示，所述的吸嘴520和夹爪530可以使用吸取和夹取两种方式获取工件，丰富教学思路；

如图8所示，所述控制系统包括计算机610，触控屏620，机器人控制器，光源控制器，PLC控制器，抓取组件控制电子阀，所述的光源控制器，工业相机连接计算机，所述的计算机，触控屏，机器人控制器，抓取组件控制电子阀，报警组件连接PLC控制器，所述的计算机610安装在前柜体110上，所述的触控屏620安装在前柜体110上部右侧，所述的机器人控制器安装在后柜体120 内部，所述的光源控制器、PLC控制器、抓取组件控制电子阀安装在前柜体110 内部；

在本实用新型中，如图8所示，所述的控制系统通过PLC控制器控制计算机610显示检测输出结果，通过PLC控制器控制触控屏620输入指令，通过PLC 控制器发送指令使机器人控制器操纵机器人做相应运动、识别轨迹，通过计算机610发出指令使光源控制器补光，通过PLC控制器控制报警组件800发出警报，PLC控制器控制抓取组件控制电子阀，阀门开启时气缸运动吸气，吸嘴和夹爪获取工件，阀门关闭时气缸停止吸气，吸嘴和夹爪松开工件，从而实现吸嘴和夹爪的抓取与放置，整个控制系统空间简单，并且可视化，方便用于教学演示实验；

所述的机器人控制器底座700安装在柜体组件上部前端中间的位置；

所述的报警组件800安装在柜体组件前部一侧位置；

在本实用新型中，所述的机器人控制器底座700可以用于放置机器人的遥控器，所述的报警组件800可以实现警报作用，防止操作失误造成机器和人员的损伤。

优选的，如图2所示，所述的一种视觉机器人教学平台设备，其特征在于，所述的工件实验台组件210包含的形状工件211选择不同形状的工件进行对应的教学操作。

优选的，如图3所示，所述的一种视觉机器人教学平台设备，其特征在于，所述的立体实验台组件220使用45°和60°两种不同角度的斜面，可以根据实际教学需求实现不同角度立体放置工件。

优选的，如图5所示，所述的一种视觉机器人教学平台设备，其特征在于，所述的轨迹实验台组件240使用平面轨迹块241和立体轨迹块242两种轨迹模型，实现二维平面和三维空间的运动轨迹编程。

优选的，如图6所示，所述的一种视觉机器人教学平台设备，其特征在于，所述的条形光源330安装在视觉组件支架310上部、工业相机320下部两侧，所述的条形光源330可以实现左右两侧双向补光。

优选的，如图7所示，所述的一种视觉机器人教学平台设备，其特征在于，所述的抓取组件500通过吸嘴520和夹爪530两种不同的抓取方式实现不同工件的抓取。

优选的，所述的机器人控制器底座700可以放置机器人400的遥控器或者机器人400示教显示器，可以方便学生控制和观察机器人编程运行结果，便于老师授课和讲解。

优选的，如图8所示，所述的控制系统通过PLC控制器分别控制计算机610、触控屏620、机器人控制器、抓取组件控制电子阀以及报警组件800，计算机控制工业相机和光源控制器。方便操作人员观察检测数据，也可以让培训人员及学生更直观的了解每一步操作产生的对应结果，所述的触控屏620连接PLC控制器，提高了控制的灵活性，人才培训效果更佳。

优选的，所述的报警组件800可以实现警报作用，防止操作不当造成机器和人员的损伤，还可以向前柜体110表面折叠，便于运输和整理。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (8)

1.一种视觉机器人教学平台设备，其特征是，包含：柜体组件，实验台组件，机器视觉组件(300)，机器人(400)，抓取组件(500)，控制系统，机器人控制器底座(700)，报警组件(800)；

所述的实验台组件围绕机器人(400)安装在柜体组件上部，所述的机器视觉组件(300)安装在柜体组件一侧上部，所述的机器人(400)安装在柜体组件上部靠后的位置，所述的抓取组件(500)安装在机器人(400)机械臂的端部上，所述的机器人控制器底座(700)安装在柜体组件上部前端中间位置，所述的报警组件(800)安装在柜体组件前部右侧；

所述的柜体组件包含前柜体(110)和后柜体(120)，所述的后柜体(120)包含散热风扇(121)，所述的散热风扇(121)安装在后柜体(120)下部一侧；

所述的实验台组件包含工件实验台组件(210)，立体实验台组件(220)，平面实验台组件(230)，轨迹实验台组件(240)，所述的工件实验台组件(210)和立体实验台组件(220)安装在后柜体(120)右侧的上部，平面实验台组件(230)安装在后柜体(120)前侧的上部，轨迹实验台组件(240)安装在后柜体(120)左侧的上部位置，所述的工件实验台组件(210)包含形状工件(211)，载物台(212)，载物台底座(213)，所述的立体实验台组件(220)包括三角置物台(221)，形状工件放置槽(222)，三角置物台底座(223)，所述的平面实验台组件(230)包括圆形棋子工件(231)，棋盘载物台(232)，棋盘载物台底座(233)，所述的轨迹实验台组件(240)包括平面轨迹块(241)，立体轨迹块(242)，轨迹件载物台(243)，轨迹载物台底座(244)；

所述的机器视觉组件(300)包含视觉组件支架(310)，工业相机(320)，条形光源(330)，所述的工业相机(320)固定在视觉组件支架(310)上部，所述的条形光源(330)安装在视觉组件支架(310)上部、工业相机(320)下部两侧；

所述的机器人(400)安装在后柜体(120)上部中间位置；

所述的抓取组件(500)包含抓取组件固定板(510)，吸嘴(520)，夹爪(530)，所述的吸嘴(520)和夹爪(530)通过抓取组件固定板(510)连接在机器人(400)机械臂的端部上；

所述控制系统包括计算机(610)，触控屏(620)，机器人控制器，光源控制器，PLC控制器，抓取组件控制电子阀，所述的光源控制器，工业相机连接计算机，所述的计算机，触控屏，机器人控制器，抓取组件控制电子阀，报警组件连接PLC控制器，所述的计算机(610)安装在前柜体(110)上，所述的触控屏(620)安装在前柜体(110)上部右侧，所述的机器人控制器安装在后柜体(120)内部，所述的光源控制器、PLC控制器、抓取组件控制电子阀安装在前柜体(110)内部；

所述的机器人控制器底座(700)安装在前柜体(110)上部前端中间的位置；

所述的报警组件(800)安装在前柜体(110)上部的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种视觉机器人教学平台设备，其特征在于，所述的工件实验台组件(210)包含的形状工件(211)选择不同形状的工件进行对应的教学操作。

3.根据权利要求1所述的一种视觉机器人教学平台设备，其特征在于，所述的立体实验台组件(220)使用45°和60°两种不同角度的斜面，可以根据实际教学需求实现不同角度立体放置工件。

4.根据权利要求1所述的一种视觉机器人教学平台设备，其特征在于，所述的轨迹实验台组件(240)使用平面轨迹块(241)和立体轨迹块(242)两种轨迹模型，实现二维平面和三维空间的机器运动轨迹编程。

5.根据权利要求1所述的一种视觉机器人教学平台设备，其特征在于，所述的条形光源(330)可以实现左右两侧双向补光。

6.根据权利要求1所述的一种视觉机器人教学平台设备，其特征在于，所述的抓取组件(500)通过吸嘴(520)和夹爪(530)两种不同的抓取方式实现不同工件的抓取。

7.根据权利要求1所述的一种视觉机器人教学平台设备，其特征在于，所述的机器人控制器底座(700)可以放置机器人(400)的遥控器或机器人(400)示教显示器。

8.根据权利要求1所述的一种视觉机器人教学平台设备，其特征在于，所述的控制系统通过PLC控制器分别控制计算机(610)、触控屏(620)、机器人控制器、抓取组件控制电子阀以及报警组件(800)，计算机控制工业相机和光源控制器。

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