[实用新型]模块化机器人教学系统

权利要求书

1.一种模块化机器人教学系统，包括工作台、以及安装在工作台上的工作目标、模块化机器人、控制系统和通信系统；其特征在于：

所述模块化机器人通过通信系统与控制系统连接，并受控于控制系统；所述工作目标通过变位机安装在工作台上，变位机一侧设有监控工作目标的视角装置，所述视角装置通过通信系统与控制系统连接并受控于控制系统，所述变位机通过通信系统与控制系统连接并受控于控制系统；

所述模块化机器人为串联式模块化机器人、即构成模块化机器人的N块模块通过关节串联连接，模块的关节与关节之间的机械安装接口相同，从而实现模块与模块之间的相互替换和自由组合；所述模块包括圆周回转模块和前后摆动模块，圆周回转模块即I型模块用于实现回转运动，前后摆动模块即T 型模块用于实现前后摆运动；I型模块与T 型模块交叉安装、即第一I型模块与第一T 型模块连接，第一T 型模块与第二I型模块连接，第二I型模块与第二T 型模块连接，如此类推，模块化机器人末端模块为末端执行机构；上述N为3～6之间的任意整数；

所述模块化机器人设有伺服驱动单元，所述伺服驱动单元通过通信系统与控制系统连接；

所述通信系统包括主通信和辅通信，主通信采用modbus通信，辅通信采用现场总线通信；

所述控制系统包括人机交互控制单元、视觉控制单元、变位机控制单元和运动控制单元；

所述人机交互控制单元通过modbus通信与视觉控制单元、变位机控制单元和运动控制单元连接，所述运动控制单元通过现场总线通信与模块化机器人伺服驱动单元连接，所述视觉控制单元通过现场总线通信与视觉装置连接，变位机控制单元通过现场总线通信与变位机连接。

2.如权利要求1所述的模块化机器人教学系统，其特征在于：所述人机交互控制单元包括上位机PC机、触摸屏、PLC主站和N个PLC从站，PLC主站分别与PC机和触摸屏连接，N个PLC从站分别与PLC主站连接并受PLC主站控制，PC机作为上位机通过PLC主站实现与N个PLC从站的人机交互控制，N个PLC从站分别控制模块化机器人的N个模块，控制末端执行机构的PLC从站为独立模块。

3.如权利要求2所述的模块化机器人教学系统，其特征在于：所述模块化机器人、控制系统和通信系统的配电布线系统全部设置在上置式电气装置面板上，所述PLC主站、PC机和触摸屏设在上置式电气装置面板上；所述电气装置面板上设有为整个模块化机器人教学系统提供工作电源的电源模块。

4.如权利要求3所述的模块化机器人教学系统，其特征在于：所述伺服驱动单元包括与机器人各关节一一对应的关节控制器，所述关节控制器包括电机、编码器和驱动器，所述关节控制器通过改变电机转角、转速和转矩，驱动模块机器人模块执行设定的动作，驱动末端执行机构按照规划的轨迹以一定的速度运行。

5.如权利要求4所述的模块化机器人教学系统，其特征在于：所述变位机设有回转机构和前后摆动机构；所述工作台上设置有运动限位装置，包括软限位装置和硬限位装置；

所述软限位装置包括安装在模块化机器人相应位置的传感器和安装在工作台设定位置的磁钢体，所述传感器包括霍尔传感器或光电传感器，所述工作台设定位置包括：零点和限位点；

所述硬限位采用金属挡块或挡销，设置在软限位装置的磁钢体后面，在软限位出现失效的情况下，通过硬限位来强行阻止模块化机器人运行。

6.如权利要求5所述的模块化机器人教学系统，其特征在于：所述视觉装置包括摄像头、处理器和升降架，所述末端执行机构或为气动气爪、或为真空吸盘或喷枪。