[發明專利]機器人教學實驗臺及其控制方法

有效

• 申請號: 201310494787.7
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN104464485A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 倪洪杰;崔曉蕾;朱超峰;盧亦周;廖喜君;陳毅;石凱賢
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 林寶堂

技術領域

本發明涉及一種自動化試驗臺，尤其涉及一種機器人教學實驗臺及其控制方法。

背景技術

自動化教育是大多數高等院校常設的課程，自動化在電學、機電領域的應用尤為廣泛，特別是自動控制學習中，能夠開發各種功能的機器人是目前教學的一個方向，目前的教學往往以仿真為主，matlab仿真雖然十分方便，精確程度也高，但是仿真終究有其局限性，為此開發一種深入結合機電設備，控制精準的機器人教學實驗臺對于自動化教學是十分必要的。更為關鍵的是，一旦開展機器人自動控制教學，對單一機器人的開發和教學明顯不足，因此在現有技術下必須要配備各種型號機器人進行教學，這樣的話，會耗費較高的學校經費，而單獨一種機器人的話，教學時候容易使得學生產生背板的情況，只是單純的靠背的形式完成學習。

中國專利公開號：CN101556746A，公開日2009年10月14日，公開了一種電工電子及自動化綜合實驗裝置，其特征是：在開關控制模塊中，空氣開關、接觸器觸點和熱繼電器連接，三相電源經過空氣開關、接觸器觸點和熱繼電器向變頻器實驗單元提供三相電壓；小空氣開關、按鈕和線圈連接，三相電源通過小空氣開關、按鈕和線圈控制接觸器觸點開啟；接觸器觸點、變壓器和熔斷器連接，取三相電源的雙相電壓經過接觸器觸點、變壓器和熔斷器向直流電源實驗模板提供交流電壓；在變頻器實驗單元中，開關量控制模塊與變頻器控制模板單向連接，向變頻器控制模板提供驅動電壓，變頻器控制模板與驅動對象變頻電動機連接；在單片機實驗模板中，由開關量控制模板通過電源通過單片機的輸入口與單片機芯片單向輸入連接，輸入鍵盤通過單片機輸入口與單片機芯片單向輸入連接提供控制指令，由外部設備中的傳感器通過AD轉換經單片機芯片輸入口與單片機單向輸入連接，計算機PC/IPC通過傳輸數據接口與單片機芯片雙向連接傳輸數據，單片機芯片輸出口與數碼管、LED顯示、液晶顯示、蜂鳴器以及外部設備中的驅動電路單向輸出連接實行指令，驅動電路可以直接與工業控制對象連接，也可以通過變頻器實驗單元與工業控制對象連接；在可編程控制器技術單元中，可編程控制器技術單元與計算機、操作面板雙向連接，可編程控制器技術單元輸出可以直接與控制對象雙向連接也可以通過變頻器實驗單元與控制對象雙向連接。此技術方案雖然能夠輔助進行自動化實驗，但是此技術方案還是偏重與軟件計算方面，學生對于實際的自動控制的認識不深，在自動化教學中，容易讓學生產生理論與實際不對應的問題。

發明內容

本發明的目的是為解決目前的技術方案存在偏重與軟件計算方面，學生對于實際的自動控制的認識不深，在自動化教學中，容易讓學生產生理論與實際不對應的問題，提供一種成本較低，構成功能較多、使用時循序漸進符合教學規律的安全機器人教學實驗臺及其控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種機器人教學實驗臺，由電源供電，包括測試平臺和機器人，所述的機器人包括基礎控制系統、選用件、安裝有驅動輪的主安裝板、輔助安裝板和伸縮桿，所述的基礎控制系統固定在主安裝板上，所述的主安裝板與輔助安裝板之間通過伸縮桿連接，所述的輔助安裝板上設置有若干個用于匹配選用件的安裝孔，所述的基礎控制系統包括處理器、數字模擬復用輸入接口、電機驅動電路、驅動電機、存儲器、舵機驅動電路、舵機和接口電路、所述的處理器通過電機驅動電路與驅動電機電連接，所述的處理器通過舵機驅動電路與舵機電連接，所述的數字模擬復用輸入接口、存儲器和接口電路均與所述的處理器電連接，所述的接口電路與所述的選用件電連接，所述的驅動輪由驅動電機的輸出軸驅動，所述驅動輪的方向由舵機控制；所述的測試平臺包括平臺處理器、平臺輸入鍵盤、計時芯片、發生裝置選件和發生裝置接口，所述的平臺輸入鍵盤、計時芯片和發生裝置接口均與所述的平臺處理器電連接，所述的發生裝置選件與所述的發生裝置接口電連接。本發明采用的機器人結構是常用的硬件結構，預留了各種接口，測試平臺為由教師控制的平臺，對機器人進行檢測和監察，機器人可以由學生根據教學目的進行自主拼裝，只需一個機器人就能完成各種功能的測試，教學效果較好。

作為優選，所述的機器人還包括無線wifi模塊、液晶顯示、功能按鈕、指示燈和蜂鳴器，所述的無線wifi模塊、液晶顯示、功能按鈕、指示燈和蜂鳴器均與所述的處理器電連接。這樣設置，無線wifi模塊用于與測試平臺進行通信，接收和反饋命令。