[实用新型]一种基于型材搭建的开放式机器人训练平台

说明书

技术领域：

本实用新型属于教育机器人技术领域，具体涉及一种基于型材搭建的开放式机器人训练平台。

背景技术：

我国在教育机器人的开发和应用方面基础薄弱，相对发达国家有很大的差距。而近几年来随着扩招政策在各大高校的不断开展，我国高等教育也开始进人了一个“快车道”的发展时期。但是在高校学生数量的不断增加的同时，也暴露出我国高校在学生培养上的种种弊端，其中实践能力和创造力的缺乏已经成为我国高校学生的主要缺点。如何来提高我国大学生尤其是占总数近40％的工科学生的竞争力是一个非常值得我们探讨的问题。在我国传统的实验教学模式落后，验证性试验多，设计性、创新性实验少；在实验教学过程中，学生仅仅是被动接受教师安排，完成规定程序的实验任务，其学习自主性和个性的发展被埋没。传统有关机械手臂的运动类训练平台结构复杂，动作单一，危险性高，不利于学生的实践和搭建，限制了学生动手能力的锻炼。

发明内容：

本实用新型的目的正是为了克服现有技术的上述不足，提供一种基于型材搭建的开放式机器人训练平台，该教育训练平台属于教育机器人领域。本教育训练平台可以成为技术课程和综合实践课程的良好载体，并且其活动知识覆盖面广、能力锻炼多样、动手体验丰富。

本实用新型所提供的一种基于型材搭建的开放式机器人训练平台包括机架、第一驱动装置1、第二驱动装置6、第一支链、第二支链、末端执行机构以及工作平台16。

机架包括直线型材杆件7、型材连接角件9、型材直线连接件8以及驱动装置安装座。

第一支链包括上转台3、第一主动臂10以及第一从动臂11，所述上转台3中心安装孔通过键连接方式与所述第一驱动装置1上的减速机配合连接，所述第一主动臂10与所述上转台3通过螺栓固定连接，所述第一主动臂10直线安装方向通过所述上转台3的中心，所述第一从动臂11与第一主动臂10通过转动铰链连接。

所述第二支链包括下转台4、第二主动臂14以及第二从动臂15，所述下转台4中心安装孔通过键连接方式与所述第二驱动装置6上的减速机配合连接，所述第二主动臂14与所述下转台4通过螺栓固定连接，所述第二主动臂14直线安装方向通过所述下转台4的中心，所述第二从动臂15与第二主动臂14通过转动铰链连接；所述第一从动臂11末端与所述第二从动臂15末端通过转动铰链连接，所述第一支链与第二支链通过转动副连接形成平行四边形结 构。通过驱动装置驱动第一主动臂10和第二主动臂14可以控制末端执行器的路径。

所述末端执行机构包括执行支架杆12以及执行末端安装板13，所述执行支架杆12通过螺栓竖直固定安装在所述第二从动臂15的末端面，所述执行末端安装板13通过螺栓固定安装在所述执行支架杆12上；所述工作平台16水平安装在所述直线型材杆件7上。

所述机架由一个水平方向的“日”字形框和两个竖直方向的“日”字形框组成，其中一个“日”字形框水平摆放在地面作为地脚，另外两个“日”字形框通过所述型材连接角件9与所述型材直线连接件8竖直固定安装在水平形框的左端面一侧，竖直的两个“日”字形框相互平行，安装距离100毫米，所述驱动装置安装座通过螺栓水平固定安装在竖直平行的两个“日”字形框上，形成完整的机架结构。

第一驱动装置1以及所述第二驱动装置6采用伺服电机－减速器结构。

本实用新型所提供的训练平台，其中大部分材料采用型材杆件，搭建安装过程简单轻便。简化了并联机械手机构，同时较好地保持了机构的惯性小，高速度高加速度，高定位精度和重复定位精度的特点。

本实用新型把两个伺服电机输出的动力汇合到主动臂上，通过交汇的两个从动臂将动力传递到末端执行器上，同时起到结构约束的作用。两条支链交汇形成平行四边形结构，使得末端执行器有明确的运动规律和定位精度。

本实用新型具有以下技术特点：

(1)本实用新型的末端执行器的两自由度平动由不同的伺服电机驱动，另一自由度由伺服电机或气动驱动；

(2)本实用新型将二个动力源通过二个传动支链输送到末端执行器上；

(3)本实用新型的末端执行器由驱动装置带动转台和主动臂驱动，从动臂配合主动臂限制执行器的运动轨迹；保证末端执行器有明确的运动轨迹和位置精度，并且使得本实用新型结构简单、惯性小。

(4)本实用新型采用开放式金属结构设计，系统结构紧凑、模块化，便于拓展、稳定性好，重量轻、保证机械手臂的速度和快速启停。

(5)本实用新型的机械本体采用国家标准铝型材，可以进行各项扩展应用，是进行机电及控制制作和进行教育创新扩展的平台。