[發明專利]三自由度運動控制系統教學實訓機器人平臺

有效

• 申請號: 201310014096.2
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103077651A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 閆寶瑞;陳聯;李志江
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機電一體化的機器人技術領域，尤其涉及運動控制系統的機器人教學實訓裝置的開發，包括工件的自動識別、抓取、避障、輸送與碼放等。

背景技術

機械制造是國民經濟的支柱產業，我國是制造業大國，但非制造業強國，其中一個重要原因是高級技術人才的培養存在一定的問題，我國現行的高等教育存在重理論輕實踐的現象，事實上，實踐教學實訓平臺的建設在人才培養過程中占有非常重要的地位，為了實現培養高質量的優秀應用型人才的目標，就必須使學生在校期間就能夠接受高質量的工程訓練。

目前對機械制造及自動化類學科，大多數的教學實驗設備基本不具備模擬真實生產現場的功能,一般只能做到電動機級，雖然有些高校購入了非常昂貴的高檔設備、但這些設備又過于復雜、只能讓學生進行認識參觀，無法讓學生親自動手調試與編程。

發明內容

本發明的目的是提供一套能夠讓學生親自動手編程的簡單實用而原理清晰的三自由度運動控制機器人實訓設備，解決上述目前教學設備的不足之處。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：

一種三自由度運動控制系統教學實訓機器人平臺，它包括底板、龍門式支架、X軸運動機構、Y軸運動機構、Z軸運動機構，X軸伺服電機和伺服控制器、Y軸伺服電機和伺服控制器、Z軸伺服電機和伺服控制器、拖鏈、用于安放工件的開有m×n個槽位的托板、m×n個不同顏色的工件塊、平行氣動或電動爪手，開有橫向鋸齒紋的爪指、顏色傳感器、若干個反射線束型激光傳感器、障礙板、多軸運動控制器、分布式I/O模板、計算機、觸摸屏、靜音式氣泵氣源等

所述的六柱或四柱龍門式支架安裝在底板上，X軸運動機構安裝在六柱或四柱龍門式支架上，?X軸運動機構由并排平行的兩個軸X1和X2組成，其中X1軸為滾珠絲杠結構伺服電機驅動，通過直線導軌導向，X2軸或與X1軸一樣，或為無動力驅動、直線導軌導向結構；在X1軸的兩端和中間位置安裝有光電限位開關，

所述的Y軸為滾珠絲杠結構伺服電機驅動，Y軸安裝于X1、X2移動滑塊上，橫跨于X1、X2之間，在Y軸的兩端和中間位置安裝有光電限位開關；

所述的Z軸為滾珠絲杠結構伺服電機驅動，Z軸垂直安裝于Y軸滑塊上，在Z軸的兩端和中間位置安裝有光電限位開關；

所述的平行氣動爪手、顏色傳感器、反射型線束激光傳感器都安裝于Z軸下端，其中顏色傳感器向下照射，激光傳感器中有向下照射的，有向四周橫向照射的；

所述的爪指安裝于氣爪上，爪指內側開有橫向的鋸齒紋；

所述的安放工件的托板，為開有m×n個工件安放槽的托板，m×n種不同顏色的工件可以安放于工件槽中，托板的數量為兩塊，其外形結構相同，分別安裝于障礙板兩側；?

所述的不同顏色的工件塊為正方形工件塊，四周外側開有鋸齒文

所述的障礙板形式有多種，可以是若干個錯開安裝的擋板組成的迷宮胡同式，也可以是若干開有不同槽寬的擋板式。

所述的拖鏈為與X軸、Y軸和Z軸并行安放的塑料拖鏈，并由鋁質拖鏈槽支撐，激光傳感器的連接導線、顏色傳感器的連接導線，伺服電機的連接電纜，光電限位開關的導線以及氣管通過塑料拖鏈槽被引出。

所述的伺服電機共有3臺，分別安裝于X1軸、Y軸和Z軸的一端，每臺伺服電機通過連接電纜與各自的伺服控制器相連，伺服控制器與多軸運動控制器相連，多軸運動控制器與分布式I/O模板、計算機和觸摸屏相連，計算機上安裝有組態軟件。

附圖說明

圖1，本發明一種三自由度運動控制系統教學實訓機器人平臺系統正面結構示意圖

圖2、本發明一種三自由度運動控制系統教學實訓機器人平臺系統背面結構示意圖

圖3、Z軸下端的氣爪、爪指、傳感器、工件拾取局部結構示意圖

圖4、不同槽寬的擋板式障礙板結構示意圖

圖5、迷宮胡同式障礙板結構示意圖

圖6、電氣系統結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明：

如圖1、圖2、圖3?、圖4、圖5、圖6所示