一种拼接式工业场景应用的机器人培训实践平台

摘要

本发明公开了一种拼接式工业场景应用的机器人培训实践平台，包括桌体单元，桌体单元的边沿包括三个操控桌，相邻的操控桌各自长度方向构成钝角夹角；两个桌体单元可拆卸地拼接，拼接后的两个桌体单元俯视图轮廓为六边形；场景模拟机构，桌体单元顶部设有设有场景模拟机构；每个桌体单元具备两个平行的侧部直线传送带，两个侧部直线传送带的同一端共同垂直连接有端部直线传送带，侧部直线传送带、端部直线传送带共同半包围的空间内设有四轴机械手或六轴机械手；两个桌体单元拼接后，各自的侧部直线传送带相互对接。采用此发明可以实现两两拼合，组合成更丰富的自动化教具，灵活度高，各传送带之间的传递也顺畅。

说明书

技术领域

本发明涉及智能职业培训设备领域，具体涉及一种拼接式工业场景应用的机器人培训实践平台。

背景技术

目前的市面的主要的工业机械人的培训基本上通过虚拟的应用场景代替工业级的场景，涵盖的内容并不是实际产业中应用的，培训内容单一；并且培训是以演示类为主，一台设备同时只能有一个人参与操作实践，同组培训的其他人员只能走马观花式的观赏式学习，参与度很低；设备组成不灵活，不利于升级换代。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种拼接式工业场景应用的机器人培训实践平台，可以实现两两拼合，组合成更丰富的自动化教具，灵活度高，各传送带之间的传递也顺畅。

为解决上述问题，本发明提供一种拼接式工业场景应用的机器人培训实践平台，为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种拼接式工业场景应用的机器人培训实践平台，包括：桌体单元，俯视图轮廓为等腰梯形，桌体单元的边沿包括三个操控桌，相邻的操控桌各自长度方向构成钝角夹角；两个桌体单元可拆卸地拼接，拼接后的两个桌体单元俯视图轮廓为六边形；场景模拟机构，桌体单元顶部设有工作台，工作台上设有场景模拟机构；每个桌体单元具备两个平行的侧部直线传送带，两个侧部直线传送带的同一端共同垂直连接有端部直线传送带，侧部直线传送带、端部直线传送带共同半包围的空间内设有四轴机械手或六轴机械手；两个桌体单元拼接后，各自的侧部直线传送带相互对接，侧部直线传送带上方设有与自身长度方向平行的第一直线模组；端部直线传送带在自身两端的上方设有与相邻侧部直线传送带长度方向平行的第二直线模组。

采用上述技术方案的有益效果是：本技术方案采用两台设备自由拼接组合的模式，每台设备均含三个操作面，每个操作面均设有虚拟仿真功能，即每个操作桌对应一个直线传送带。各工站组成局域网，可以分阶段控制同一台机械手，以每个操作面两人同时实训为例，可以保障刘个人同时参与培训。在其中一组参与实体机械手实验的过程中，其余两组参与仿真调试，实体组操作完成后逐组交换，保障所有参训人员高频率沉浸式学习。

同时该设备可以单独使用，也可以两两拼接实现四轴机械手加四轴机械手、六轴机械手加六轴机械手、四轴机械手加六轴机械手的组合培训，组合之后可以升级和扩展培训过应用场景，涵盖初、中、高不同等级培训。

整个设备整体结构采用扇面三面交互场景，共用一台实体机械手，共用一套电气控制硬件。三个面均设置工控机、触摸屏、辅助控制系统，可以实现初级功能培训，各工站可以独立执行模拟仿真，提供培训效率。两台设备自由对接可实现六面综合培训，自由升级高阶培训场景。可以实现两台机械手的联合应用场景。相邻的直线传送带之间可以传递工件，构成一个整体的输送线，灵活程度高。

作为本发明的进一步改进，侧部直线传送带、端部直线传送带共同半包围的空间内还设有书写载板和旋转托盘，侧部直线传送带、端部直线传送带共同半包围的空间外部还设有摆料架。

采用上述技术方案的有益效果是：外部的摆料架用于摆放暂不参与动作的工件，旋转托盘可以与机械手搭配，调节工件的朝向角度。书写载板可以供摆放纸张，比如让机械手端头夹住一根笔，给机械手发布一个指令，先让机械手在纸上按指令走出，观看并学习形成的轨迹。

作为本发明的更进一步改进，四轴机械手和六轴机械手的端头设有活动式CCD相机，工作台上还设有与工作台相对位置固定的固定式CCD相机。

采用上述技术方案的有益效果是：活动式CCD相机配合机械手来引导组装和算法，固定式CCD相机预设了一个固定位置，便于产品检测和标定。

作为本发明的又进一步改进，两个桌体单元拼接后，相互对接的两个侧部直线传送带的长度方向相互重合；第二直线模组的竖向投影与侧部直线传送带、端部直线传送带均相交，第一直线模组的竖向投影与两个侧部直线传送带相交。

采用上述技术方案的有益效果是：两个侧部直线传送带之间可以传递，相当于整体构成了一个闭环的矩形轮廓的传送带。第一直线模组、第二直线模组就是起到辅助直线传送带的作用，辅助不同传送带上的工件实现位置转移。

作为本发明的又进一步改进，两个桌体单元拼接后，两个桌体单元共具备两个第一直线模组，第一直线模组装配有位于侧部直线传送带一侧的抬高架，抬高架的底部与工作台固定。

采用上述技术方案的有益效果是：两个第一直线模组足够使用，即平均下来每个桌体单元具备一个第一直线模组即可。抬高架便于让第一直线模组悬空位于直线传动带上方。

作为本发明的又进一步改进，第一直线模组、第二直线模组均具备带有负压吸力的吸盘；侧部直线传送带、端部直线传送带的两侧均具备向上延伸的档条，侧部直线传送带的两端在档条的内壁设有弹性的导引片，侧部直线传送带的两端的上方还设有传感器。

采用上述技术方案的有益效果是：吸盘可以额吸附工件，档条避免工件从传送带侧边滑落，同时也为导引片提供装配位置，导引片收窄了传送带的局部宽度，促使工件逐个排布。传感器则感知是否有工件通过。

作为本发明的又进一步改进，工作台上具备若干条平行的T型槽，工作台的各顶角处设有安全光栅。

采用上述技术方案的有益效果是：T型槽可以供工作台上众多的设备装配和调整位置。安全光栅提升了操作的安全性。

作为本发明的又进一步改进，操控桌包括与工作台边沿相接触的倾斜板，倾斜板上具备交互屏和按钮组，倾斜板在交互屏和按钮组之间具备凹陷的水平台，水平台供键盘和鼠标摆放。

采用上述技术方案的有益效果是：倾斜板让交互屏和按钮组的斜朝上朝向，人机工程更好。

作为本发明的又进一步改进，桌体单元包括一个端头操控桌、两个侧部操控桌，端头操控桌的长度方向与端部直线传送带的长度方向平行；两个桌体单元拼接后，各自的侧部操控桌两端对接，对接的两个侧部操控桌夹角度数大于端头操控桌与侧部操控桌的夹角度数。

采用上述技术方案的有益效果是：两个桌体单元两两拼接后，整体的俯视图轮廓并不是正六边形，而是整体有长边有短边的造型。这样就考虑了两条对接的端部直线传送带的总长，方便工作台上各直线传送带的布局，充分利用空间。

作为本发明的又进一步改进，操控桌在倾斜板下方设有传感器功能抽屉、文件抽屉，传感器功能抽屉、文件抽屉的同一侧设有内凹区，内凹区的内部设有电气装配板。

采用上述技术方案的有益效果是：设置了功能抽屉，提升收纳能力。避让腿部的内凹区同时也为各类电气元件提供装配位置。

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的介绍，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是本发明一种实施方式的立体图；

图2是本发明一种实施方式的俯视图；

图3是本发明一种实施方式的场景模拟机构的立体图；

图4是本发明一种实施方式的场景模拟机构的立体图；

图5是本发明一种实施方式的A处局部放大图；

图6是本发明一种实施方式的侧部直线传送带、端部直线传送带的立体图；

图7是本发明一种实施方式的端部直线传送带的立体图。

1-端头操控桌；2-T型槽；3-传感器功能抽屉；4-文件抽屉；5-交互屏；6-按钮组；7-倾斜板；8-水平台；9-内凹区；10-电气装配板；11-侧部操控桌；12-端部直线传送带；13-侧部直线传送带；14-安全光栅；15-四轴机械手；16-六轴机械手；17-第一直线模组；18-抬高架；19-第二直线模组；20-导引片；21-传感器；22-吸盘；23-摆料架；24-活动式CCD相机；25-固定式CCD相机；26-书写载板；27-旋转托盘；28-档条；

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

为了达到本发明的目的，一种拼接式工业场景应用的机器人培训实践平台，包括：桌体单元，俯视图轮廓为等腰梯形，桌体单元的边沿包括三个操控桌，相邻的操控桌各自长度方向构成钝角夹角；两个桌体单元可拆卸地拼接，拼接后的两个桌体单元俯视图轮廓为六边形；场景模拟机构，桌体单元顶部设有工作台，工作台上设有场景模拟机构；每个桌体单元具备两个平行的侧部直线传送带13，两个侧部直线传送带13的同一端共同垂直连接有端部直线传送带12，侧部直线传送带13、端部直线传送带12共同半包围的空间内设有四轴机械手15或六轴机械手16；两个桌体单元拼接后，各自的侧部直线传送带13相互对接，侧部直线传送带13上方设有与自身长度方向平行的第一直线模组17；端部直线传送带12在自身两端的上方设有与相邻侧部直线传送带13长度方向平行的第二直线模组19。

采用上述技术方案的有益效果是：本技术方案采用两台设备自由拼接组合的模式，每台设备均含三个操作面，每个操作面均设有虚拟仿真功能，即每个操作桌对应一个直线传送带。各工站组成局域网，可以分阶段控制同一台机械手，以每个操作面两人同时实训为例，可以保障刘个人同时参与培训。在其中一组参与实体机械手实验的过程中，其余两组参与仿真调试，实体组操作完成后逐组交换，保障所有参训人员高频率沉浸式学习。同时该设备可以单独使用，也可以两两拼接实现四轴机械手加四轴机械手、六轴机械手加六轴机械手、四轴机械手加六轴机械手的组合培训，组合之后可以升级和扩展培训过应用场景，涵盖初、中、高不同等级培训。整个设备整体结构采用扇面三面交互场景，共用一台实体机械手，共用一套电气控制硬件。三个面均设置工控机、触摸屏、辅助控制系统，可以实现初级功能培训，各工站可以独立执行模拟仿真，提供培训效率。两台设备自由对接可实现六面综合培训，自由升级高阶培训场景。可以实现两台机械手的联合应用场景。相邻的直线传送带之间可以传递工件，构成一个整体的输送线，灵活程度高。

在本发明的另一些实施方式中，侧部直线传送带13、端部直线传送带12共同半包围的空间内还设有书写载板26和旋转托盘27，侧部直线传送带13、端部直线传送带12共同半包围的空间外部还设有摆料架23。

采用上述技术方案的有益效果是：外部的摆料架用于摆放暂不参与动作的工件，旋转托盘可以与机械手搭配，调节工件的朝向角度。书写载板可以供摆放纸张，比如让机械手端头夹住一根笔，给机械手发布一个指令，先让机械手在纸上按指令走出，观看并学习形成的轨迹。

在本发明的另一些实施方式中，四轴机械手15和六轴机械手16的端头设有活动式CCD相机24，工作台上还设有与工作台相对位置固定的固定式CCD相机25。

采用上述技术方案的有益效果是：活动式CCD相机配合机械手来引导组装和算法，固定式CCD相机预设了一个固定位置，便于产品检测和标定。

在本发明的另一些实施方式中，两个桌体单元拼接后，相互对接的两个侧部直线传送带13的长度方向相互重合；第二直线模组19的竖向投影与侧部直线传送带13、端部直线传送带12均相交，第一直线模组17的竖向投影与两个侧部直线传送带13相交。

采用上述技术方案的有益效果是：两个侧部直线传送带之间可以传递，相当于整体构成了一个闭环的矩形轮廓的传送带。第一直线模组、第二直线模组就是起到辅助直线传送带的作用，辅助不同传送带上的工件实现位置转移。

在本发明的另一些实施方式中，两个桌体单元拼接后，两个桌体单元共具备两个第一直线模组17，第一直线模组17装配有位于侧部直线传送带13一侧的抬高架18，抬高架18的底部与工作台固定。

采用上述技术方案的有益效果是：两个第一直线模组足够使用，即平均下来每个桌体单元具备一个第一直线模组即可。抬高架便于让第一直线模组悬空位于直线传动带上方。

在本发明的另一些实施方式中，第一直线模组17、第二直线模组19均具备带有负压吸力的吸盘22；侧部直线传送带13、端部直线传送带12的两侧均具备向上延伸的档条28，侧部直线传送带13的两端在档条28的内壁设有弹性的导引片20，侧部直线传送带13的两端的上方还设有传感器21。

采用上述技术方案的有益效果是：吸盘可以额吸附工件，档条避免工件从传送带侧边滑落，同时也为导引片提供装配位置，导引片收窄了传送带的局部宽度，促使工件逐个排布。传感器则感知是否有工件通过。

在本发明的另一些实施方式中，工作台上具备若干条平行的T型槽2，工作台的各顶角处设有安全光栅14。

采用上述技术方案的有益效果是：T型槽可以供工作台上众多的设备装配和调整位置。安全光栅提升了操作的安全性。

在本发明的另一些实施方式中，操控桌包括与工作台边沿相接触的倾斜板7，倾斜板7上具备交互屏5和按钮组6，倾斜板7在交互屏5和按钮组6之间具备凹陷的水平台8，水平台8供键盘和鼠标摆放。

采用上述技术方案的有益效果是：倾斜板让交互屏和按钮组的斜朝上朝向，人机工程更好。

在本发明的另一些实施方式中，桌体单元包括一个端头操控桌1、两个侧部操控桌11，端头操控桌1的长度方向与端部直线传送带13的长度方向平行；如图2所示，两个桌体单元拼接后，各自的侧部操控桌11两端对接，对接的两个侧部操控桌11夹角度数大于端头操控桌1与侧部操控桌11的夹角度数。

采用上述技术方案的有益效果是：两个桌体单元两两拼接后，整体的俯视图轮廓并不是正六边形，而是整体有长边有短边的造型。这样就考虑了两条对接的端部直线传送带的总长，方便工作台上各直线传送带的布局，充分利用空间。

在本发明的另一些实施方式中，操控桌在倾斜板7下方设有传感器功能抽屉3、文件抽屉4，传感器功能抽屉3、文件抽屉4的同一侧设有内凹区9，内凹区9的内部设有电气装配板10。

采用上述技术方案的有益效果是：设置了功能抽屉，提升收纳能力。避让腿部的内凹区同时也为各类电气元件提供装配位置。

为了表现典型结构，图1和图2就是四轴与六轴的拼接组合形式。

控制系统中是三个工作站一组成局域网，可以实现数据交换以及实体机械手的交互控制。局域网同时预留扩展功能，在两台设备升级扩展时同时可以实现六个工作面的数据交互和循环交替控制。

三个操作工站通过局域网交互式控制同一机器人，提高整体设备利用效率。各工作面配置独立控制系统和虚拟仿真系统，保障了受训人员的沉浸式参与度。并且有利于教学任务的同步实施。两台设备可以自由组合，根据机械手自由度的不同，可以实现三种不同综合应用场景。各场景模块通过T型螺母固定在操作面上，可以根据需要足有拆装实现丰富的应用场景组合。功能抽屉设置，单面可以独立实现初级场景的应用。整个设备集合了PLC、机器人、机器视觉、触摸屏综合场景应用。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。