[發明專利]一種新型工業機器人教學系統

在審

• 申請號: 201810767682.7
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108922262A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 張立國;李新宇;顏廷鑫;薛彬;張培恒;徐浩銘
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G09B5/02
• 分類號: G09B5/02;G09B9/00
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 李合印

本發明公開了一種新型工業機器人教學系統，該系統采用分布式系統結構，包括機器人示教器、云平臺和終端軟件。示教器使用以太網通訊協議，可以選擇單機模式，通過本地網絡直接與終端設備上的軟件進行連接；示教器在網絡模式下，通過云平臺控制機器人進行運動。終端軟件中含有多種機器人工作站，且工作站中的機器人模型可通過示教器進行編程控制，末端執行器與相關工件都可被操作。云平臺在網絡模式下可進行訪問，為用戶提供多種在線學習內容。本發明綜合了虛擬仿真和實踐操作的新型教學系統，該系統既可用于各院校的機器人教學工作，使學生通過虛擬操作練習，對工業機器人的工作原理和運動方式有了直觀深入的了解。

技術領域

本發明涉及教學系統，尤其是一種新型工業機器人教學系統。

背景技術

在德國提出工業4.0概念后，中國也提出要實現中國制造2025的計劃。隨著中國從制造大國向“智造”強國的邁進，國內機器人行業呈現高速發展態勢。雖然多種因素推動著我國工業機器人的發展，但一個越來越大的問題清晰地擺在我們面前，在中國推行工業機器人技術，遇到的最大瓶頸不是技術短缺，而是應用人才嚴重缺失。北京航空航天大學機器人所所長、機器人領域著名專家畢樹生教授指出：“當前限制工業機器人技術應用和發展的關鍵不再是關鍵設備和技術，而是專業研發和應用人才的緊缺，長此以往，工業機器人行業將會畸形發展甚至未發展便萎縮。”

在工業機器人專業人才需求中，需求量最大的是基礎的操作及維護人員以及掌握基本工業機器人應用技術的調試工程師和更高層次的應用工程師。中國機械工業聯合會的統計數據表明，中國當前機器人應用人才缺口20萬，并且以每年20％-30％的速度持續遞增。因此，工業機器人專業人才的培養，要更加著力于應用型人才的培養。

職業院校中進行機器人建設以成了當務之急。由于工業機器人價格昂貴，無法大批引進。因此在教學和培訓過程中，無法做到學員人手一臺進行操作訓練，造成實際操作不足。甚至由于學員經驗不足、操作失誤等原因，在操作過程中可能對其他學員或機器人系統產生危害。

發明內容

本發明目的在于提供一種新型工業機器人教學系統，該系統既可用于各院校的機器人教學工作，使學生通過虛擬操作練習，對工業機器人的工作原理和運動方式有了直觀深入的了解，完成對機器人知識的儲備與技能的訓練；也可用于使用機器人進行生產的企業，對員工進行機器人培訓，使其快速上手。

為實現上述目的，采用了以下技術方案：本發明所述系統采用分布式系統結構，由機器人示教器、云平臺和終端軟件構成；

所述機器人示教器以ARM作為核心處理器，使用以太網通訊協議，還包括顯示單元、輸入單元、通訊單元、急停單元；

所述機器人示教器通過本地網絡與終端設備上的終端軟件進行連接，通過對終端軟件的控制來控制虛擬機器人或實體機器人進行動作；所述機器人示教器還可通過無線網絡與云平臺進行無線連接，從而遠程控制接入系統的不同品牌機器人進行動作。

進一步的，所述機器人示教器中，顯示單元用于顯示機器人程序，顯示與用戶交互結果；輸入單元用于用戶輸入命令、運動參數、控制機器人完成示教過程；通訊單元用于與終端設備進行通訊，具備有線與無線兩種模式，示教器可以選擇單機模式，通過本地網絡直接與終端設備上的軟件進行連接，也可選擇網絡模式，通過云平臺，享受多種在線功能；急停單元在實際的現場工業環境中，用于在機器人異常或因操作失誤使機器人處于危險狀態時，通過急停開關切斷電源，停止虛擬設備運轉。本發明中機器人為虛擬機器人不會發生危險狀態，急停單元的設計旨在培養用戶良好的安全意識。