[发明专利]多轴工业机器人运动原理演示及实践操作教学装置

说明书

本发明提供多轴工业机器人运动原理演示及实践操作教学装置，其特征在于包括触摸显示屏、示教器、伺服电机展示区、直流电源、机器人控制器、伺服驱动器、交换机和设备主体；本申请针对工业机器人运动原理及实践操作教学系统的问题，设计了4种教学环境，可以实现多轴工业机器人运动原理演示及实践操作教学、多轴工业机器人单一关节运动学演示教学与实践、多轴工业机器人多关节同步或插补运动演示教学与实践，同时配以外部扩展接口，实现与PLC控制系统的集成控制教学与实践，以及多轴工业机器人虚拟现实环境数字孪生演示教学实践功能，具有系统性和适用性。

技术领域

本发明涉及工业机器人控制教学技术领域，具体涉及多轴工业机器人运动原理演示及实践操作教学装置。

背景技术

工业机器人以其高精度、高可靠性、高适用性等特点成为工业生产各领域的重要生产设施，并广泛应用于汽车、电子、食品、化工、物流等众多领域。随着“智能制造”的普及，工业机器人市场需求量连续高速增长。随之而来的则是对工业机器人技术人才的需求增加，适合工业机器人相关知识教学实践的教学装置无疑能助力工业机器人专业知识人才的培养。

现在常见的各种类型的工业机器人教学实践平台都存在着片面性，不能很好的完成对教学所要求专业知识和实践能力的培养。存在的限制因素主要包括：功能固化、成本高、效率低、延展性差、不便于移动、不能在一个平台上完成工业机器人相关知识的系统教学。单纯采用虚拟仿真技术的教学平台只能按照预先设计好的模块运行，不能体现实际生产使用过程中的复杂情况；直接使用现有品牌的工业机器人成本高，示教效果差，教学效率低；使用工业机器人和PLC控制系统搭建的教学平台，结构固化，不能完成多种生产环境的模拟构建，延展性差。多轴工业机器人运动原理演示及实践操作教学装置的设计可以系统地在一台装置上实现工业机器人关节运动原理和多关节复杂运动的演示，工业机器人与PLC控制系统的集成教学，工业机器人虚拟现实环境数字孪生演示教学，以及上述功能的实践操作练习，具有系统性和经济性。

发明内容

根据以上技术问题，本发明提供多轴工业机器人运动原理演示及实践操作教学装置，其特征在于包括触摸显示屏、设备电源显示灯、设备急停按钮、示教器支架、示教器、伺服电机展示区、外部扩展输入、输出端子、外部通讯接口、电源开关、示教器接口、直流电源、机器人控制器、伺服驱动器、交换机和设备主体；所述触摸显示屏固定设置于设备主体的前侧上端，所述设备电源显示灯固定设置于设备主体的前侧且位于触摸显示屏的右侧，所述电源开关设置于触摸显示屏和设备电源显示灯之间且与设备主体固定连接，所述伺服电机展示区固定设置于设备主体的前侧中部，所述外部扩展输入、输出端子、外部通讯接口和设备急停按钮均设置于伺服电机展示区的下侧且均与设备主体固定连接，所述直流电源、机器人控制器、伺服驱动器、交换机均从左至右依次设置于伺服电机展示区的内部，所述设备主体的一侧固定设置有示教器支架，所述示教器支架的前端设置有示教器接口，所述示教器接口的前侧安装有示教器，所述设备主体的底部固定设置有多个万向轮，所述万向轮的上侧均设置有缓冲机构。

所述缓冲机构包括缓冲杆和固定板，所述固定板固定设置于万向轮的上侧，所述固定板的中部活动穿设有安装架，所述安装架的上表面与设备主体固定连接，所述固定板的上表面两侧均固定设置有固定块，所述固定块之间固定设置有固定杆，所述固定杆的两端均活动套接有滑套，所述滑套之间设置有第一弹簧，所述第一弹簧与固定杆活动套接，所述第一弹簧的两端均与对应的滑套固定连接，所述缓冲杆设置于安装架的内侧，所述缓冲杆的两端均通过轴销与对应的安装架和滑套固定连接，所述安装架的两侧均固定设置有缓冲板，所述缓冲板的下侧固定设置有滑杆，所述滑杆的下端贯穿固定板，所述滑杆的杆壁且位于固定板的上侧活动套接有第二弹簧，所述第二弹簧的两端均与对应的固定板和缓冲板固定连接。

所述外部扩展输入、输出端子包含：16路输入端子、16路晶体管输出端子、8路继电器输出端子。

所述外部通讯接口包含：2个EtherNet接口、1个串行接口、1个EtherCAT接口以及两个USB接口。

所述设备主体的内部顶端设置有换气风扇。