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CN107511835A - 一种手把手仿人示教机器人系统 - Google Patents

一种手把手仿人示教机器人系统 Download PDF

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张剑
王勇
郑柱
李泽龙
毕文健
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Abstract

本发明公开了一种手把手仿人示教机器人系统，包括机器人本体、示教器、控制柜、路由器以及PC端；所述机器人本体为机器人教学系统的最终执行端，负责执行编写通过的程序；所述示教器对机器人进行示教编程，编程通过的程序可以传送给PC端；本发明可操作性好，同时使机器人教学更加简便、高效、安全，机器人教学成本也得到了降低，其中示教器在接收机器人控制系统传输的示警信号后，能够通过I/O端口将示警信号转换为驱动信号，从而驱动自身的振动或者蜂鸣向操作人员示警，因此，操作人员不论是手握示教器，或者示教器搁置附近，操作人员都能通过示教器的振动或蜂鸣及时获知机器人出现故障的信息。

Description

一种手把手仿人示教机器人系统
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体为一种手把手仿人示教机器人系统。
背景技术
机器人是自动控制机器（Robot）的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械（如机器狗，机器猫等）。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议，有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作。理想中的高仿真机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物，目前科学界正在向此方向研究开发，随着工业机器人发展的深度和广度以及机器人智能水平的提高，机器人正在各个行业逐步替代传统的人力劳动。当前对工业机器人的需求呈快速增加趋势，同时对机器人操作人员的需求也随之增加。传统机器人的教学方法通常是在掌握机器人的基本理论知识后进行实物操作教学。由理论直接到实际，通常需要一定的磨合期，这使得传统教学方法在实物操作阶段通常会花费较长的时间，同时学员的生疏性会提高机器人操作的危险性，同时示教器不能及时获知机器人出现故障的信息，且控制柜不能够方便地布置电器元件和线路，电器元件和线路布置合理，以及路由器散热性能差，不能很好的保护路由器上的各种接线，容易弯折和摩擦。
所以，如何设计一种手把手仿人示教机器人系统，成为我们当前要解决的问题。
发明内容
本发明提供一种手把手仿人示教机器人系统，可操作性好，同时使机器人教学更加简便、高效、安全，机器人教学成本也得到了降低，其中示教器在接收机器人控制系统传输的示警信号后，能够通过I/O端口将示警信号转换为驱动信号，从而驱动自身的振动或者蜂鸣向操作人员示警，因此，操作人员不论是手握示教器，或者示教器搁置附近，操作人员都能通过示教器的振动或蜂鸣及时获知机器人出现故障的信息，其中控制柜能够方便地布置电器元件和线路，电器元件和线路布置合理，使得现场安装的时间缩短，检修和更换方便，以及路由器具有良好的散热功能，还能保护路由器上的各种接线，避免弯折和摩擦，可以有效解决上述背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种手把手仿人示教机器人系统，包括机器人本体、示教器、控制柜、路由器以及PC端；所述机器人本体为机器人教学系统的最终执行端，负责执行编写通过的程序；所述示教器对机器人进行示教编程，编程通过的程序可以传送给PC端，或者直接通过控制柜控制机器人本体的动作；所述控制柜为机器人系统的核心部分，负责控制机器人本体的动作；所述路由器将控制柜和PC端组成网络群组；所述PC端装有机器人运动仿真软件，仿真通过的程序可以通过路由器传送给示教器,所述PC端为多个，多个PC端之间可以相互传送信息，展示编程效果，同时可将仿真通过的机器人运动程序通过路由器上传至控制柜，进行实物验证，所述控制柜、机器人本体和示教器与路由器间通过线缆连接。
根据上述技术方案，所述示教器还包括控制器、I/O端口，控制器在接收到机器人控制系统传输的示警信号后，控制I/O端口将示警信号转换为驱动信号，驱动信号驱动示教器报警，驱动信号包括脉冲信号和/或高电平信号，驱动信号包括脉冲信号时，驱动示教器振动，示教器包括电机驱动电路和电机，电机驱动电路在接收到脉冲信号后，驱动电机振动，电机振动的时间及振动幅度取决于脉冲信号的占空比，脉冲信号为脉冲宽度调制信号，驱动信号包括高电平信号时，驱动示教器蜂鸣，示教器包括蜂鸣驱动电路和蜂鸣器，蜂鸣驱动电路在到高电平信号后，驱动蜂鸣器蜂鸣，示教器通过内部总线与机器人控制系统进行通信，示教器还包括显示器，显示器用于显示示警信息。
根据上述技术方案，控制柜包括柜体、第一安装板和第二安装板，第一安装板和第二安装板相对设置在柜体内，第一安装板上安装有控制柜的电气元件，第二安装板上连接有控制柜的线路，第一安装板和第二安装板沿柜体的厚度方向设置，第一安装板和第二安装板相互间隔地设置，第一安装板和第二安装板可拆卸地设置在柜体内，第二安装板上设置有与线路相匹配的多个快速接头。
根据上述技术方案，所述柜体上设有用于检修第二安装板上的线路的检修口，检修口设置在柜体的与第二安装板的背向第一安装板的板面相对的一侧上，柜体上对应于检修口安装有用于开关该检修口的检修门，检修门和检修口之间设置有防水槽和防尘条。
根据上述技术方案，所述路由器包括路由器本体和接线保护板，路由器本体为长方体壳体，接线保护板位于路由器本体的后方，接线保护板通过连接板与路由器本体的底部连接；接线保护板竖直设置，且与路由器本体的后面板平行，与连接板垂直，接线保护板与路由器本体的后面板距离1-2cm路由器本体的上面板、前面板及下面板上均匀分布了多排散热孔，路由器本体的侧面板上设有一对挂钩。
根据上述技术方案，所述接线保护板上设有多个接线孔及安装槽，接线孔位于接线保护板的中央，安装槽分别对应接线孔设置，安装槽从接线孔顶部向上延伸到接线保护板的顶部边缘处。
根据上述技术方案，所述多个PC端与路由器间通过无线连接，将装有机器人运动仿真软件的多个PC端和控制柜通过路由器组网构成群组，群组内可相互传送机器人运动执行程序；将仿真软件中仿真通过的机器人运动程序通过路由器传送给控制柜，在机器人系统中验证所编写程序的正确性；同时，可将通过示教器对机器人示教编写好的程序传送给PC端，机器人运动仿真软件界面由三维展示区、基本操作区、编程区三个部分组成。
与现有技术相比，本发明的有益效果：可操作性好，同时使机器人教学更加简便、高效、安全，机器人教学成本也得到了降低，其中示教器在接收机器人控制系统传输的示警信号后，能够通过I/O端口将示警信号转换为驱动信号，从而驱动自身的振动或者蜂鸣向操作人员示警，因此，操作人员不论是手握示教器，或者示教器搁置附近，操作人员都能通过示教器的振动或蜂鸣及时获知机器人出现故障的信息，其中控制柜能够方便地布置电器元件和线路，电器元件和线路布置合理，使得现场安装的时间缩短，检修和更换方便，以及路由器具有良好的散热功能，还能保护路由器上的各种接线，避免弯折和摩擦。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的系统结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1所示，本发明提供一种手把手仿人示教机器人系统，包括机器人本体、示教器、控制柜、路由器以及PC端；所述机器人本体为机器人教学系统的最终执行端，负责执行编写通过的程序；所述示教器对机器人进行示教编程，编程通过的程序可以传送给PC端，或者直接通过控制柜控制机器人本体的动作；所述控制柜为机器人系统的核心部分，负责控制机器人本体的动作；所述路由器将控制柜和PC端组成网络群组；所述PC端装有机器人运动仿真软件，仿真通过的程序可以通过路由器传送给示教器,所述PC端为多个，多个PC端之间可以相互传送信息，展示编程效果，同时可将仿真通过的机器人运动程序通过路由器上传至控制柜，进行实物验证，所述控制柜、机器人本体和示教器与路由器间通过线缆连接。
根据上述技术方案，所述示教器还包括控制器、I/O端口，控制器在接收到机器人控制系统传输的示警信号后，控制I/O端口将示警信号转换为驱动信号，驱动信号驱动示教器报警，驱动信号包括脉冲信号和/或高电平信号，驱动信号包括脉冲信号时，驱动示教器振动，示教器包括电机驱动电路和电机，电机驱动电路在接收到脉冲信号后，驱动电机振动，电机振动的时间及振动幅度取决于脉冲信号的占空比，脉冲信号为脉冲宽度调制信号，驱动信号包括高电平信号时，驱动示教器蜂鸣，示教器包括蜂鸣驱动电路和蜂鸣器，蜂鸣驱动电路在到高电平信号后，驱动蜂鸣器蜂鸣，示教器通过内部总线与机器人控制系统进行通信，示教器还包括显示器，显示器用于显示示警信息。
根据上述技术方案，控制柜包括柜体、第一安装板和第二安装板，第一安装板和第二安装板相对设置在柜体内，第一安装板上安装有控制柜的电气元件，第二安装板上连接有控制柜的线路，第一安装板和第二安装板沿柜体的厚度方向设置，第一安装板和第二安装板相互间隔地设置，第一安装板和第二安装板可拆卸地设置在柜体内，第二安装板上设置有与线路相匹配的多个快速接头。
根据上述技术方案，所述柜体上设有用于检修第二安装板上的线路的检修口，检修口设置在柜体的与第二安装板的背向第一安装板的板面相对的一侧上，柜体上对应于检修口安装有用于开关该检修口的检修门，检修门和检修口之间设置有防水槽和防尘条。
根据上述技术方案，所述路由器包括路由器本体和接线保护板，路由器本体为长方体壳体，接线保护板位于路由器本体的后方，接线保护板通过连接板与路由器本体的底部连接；接线保护板竖直设置，且与路由器本体的后面板平行，与连接板垂直，接线保护板与路由器本体的后面板距离1-2cm路由器本体的上面板、前面板及下面板上均匀分布了多排散热孔，路由器本体的侧面板上设有一对挂钩。
根据上述技术方案，所述接线保护板上设有多个接线孔及安装槽，接线孔位于接线保护板的中央，安装槽分别对应接线孔设置，安装槽从接线孔顶部向上延伸到接线保护板的顶部边缘处。
根据上述技术方案，所述多个PC端与路由器间通过无线连接，将装有机器人运动仿真软件的多个PC端和控制柜通过路由器组网构成群组，群组内可相互传送机器人运动执行程序；将仿真软件中仿真通过的机器人运动程序通过路由器传送给控制柜，在机器人系统中验证所编写程序的正确性；同时，可将通过示教器对机器人示教编写好的程序传送给PC端，所述机器人运动仿真软件界面由三维展示区、基本操作区、编程区三个部分组成。
基于上述，本发明的优点在于，可操作性好，同时使机器人教学更加简便、高效、安全，机器人教学成本也得到了降低，其中示教器在接收机器人控制系统传输的示警信号后，能够通过I/O端口将示警信号转换为驱动信号，从而驱动自身的振动或者蜂鸣向操作人员示警，因此，操作人员不论是手握示教器，或者示教器搁置附近，操作人员都能通过示教器的振动或蜂鸣及时获知机器人出现故障的信息，其中控制柜能够方便地布置电器元件和线路，电器元件和线路布置合理，使得现场安装的时间缩短，检修和更换方便，以及路由器具有良好的散热功能，还能保护路由器上的各种接线，避免弯折和摩擦。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术患者来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种手把手仿人示教机器人系统，其特征在于：包括机器人本体、示教器、控制柜、路由器以及PC端；所述机器人本体为机器人教学系统的最终执行端，负责执行编写通过的程序；所述示教器对机器人进行示教编程，编程通过的程序可以传送给PC端，或者直接通过控制柜控制机器人本体的动作；所述控制柜为机器人系统的核心部分，负责控制机器人本体的动作；所述路由器将控制柜和PC端组成网络群组；所述PC端装有机器人运动仿真软件，仿真通过的程序可以通过路由器传送给示教器,所述PC端为多个，多个PC端之间可以相互传送信息，展示编程效果，同时可将仿真通过的机器人运动程序通过路由器上传至控制柜，进行实物验证，所述控制柜、机器人本体和示教器与路由器间通过线缆连接。
2.根据权利要求1所述的一种手把手仿人示教机器人系统，其特征在于：所述示教器还包括控制器、I/O端口，控制器在接收到机器人控制系统传输的示警信号后，控制I/O端口将示警信号转换为驱动信号，驱动信号驱动示教器报警，驱动信号包括脉冲信号和/或高电平信号，驱动信号包括脉冲信号时，驱动示教器振动，示教器包括电机驱动电路和电机，电机驱动电路在接收到脉冲信号后，驱动电机振动，电机振动的时间及振动幅度取决于脉冲信号的占空比，脉冲信号为脉冲宽度调制信号，驱动信号包括高电平信号时，驱动示教器蜂鸣，示教器包括蜂鸣驱动电路和蜂鸣器，蜂鸣驱动电路在到高电平信号后，驱动蜂鸣器蜂鸣，示教器通过内部总线与机器人控制系统进行通信，示教器还包括显示器，显示器用于显示示警信息。
3.根据权利要求1所述的一种手把手仿人示教机器人系统，其特征在于：控制柜包括柜体、第一安装板和第二安装板，第一安装板和第二安装板相对设置在柜体内，第一安装板上安装有控制柜的电气元件，第二安装板上连接有控制柜的线路，第一安装板和第二安装板沿柜体的厚度方向设置，第一安装板和第二安装板相互间隔地设置，第一安装板和第二安装板可拆卸地设置在柜体内，第二安装板上设置有与线路相匹配的多个快速接头。
4.根据权利要求3所述的一种手把手仿人示教机器人系统，其特征在于：所述柜体上设有用于检修第二安装板上的线路的检修口，检修口设置在柜体的与第二安装板的背向第一安装板的板面相对的一侧上，柜体上对应于检修口安装有用于开关该检修口的检修门，检修门和检修口之间设置有防水槽和防尘条。
5.根据权利要求1所述的一种手把手仿人示教机器人系统，其特征在于：所述路由器包括路由器本体和接线保护板，路由器本体为长方体壳体，接线保护板位于路由器本体的后方，接线保护板通过连接板与路由器本体的底部连接；接线保护板竖直设置，且与路由器本体的后面板平行，与连接板垂直，接线保护板与路由器本体的后面板距离1-2cm路由器本体的上面板、前面板及下面板上均匀分布了多排散热孔，路由器本体的侧面板上设有一对挂钩。
6.根据权利要求5所述的一种手把手仿人示教机器人系统，其特征在于：所述接线保护板上设有多个接线孔及安装槽，接线孔位于接线保护板的中央，安装槽分别对应接线孔设置，安装槽从接线孔顶部向上延伸到接线保护板的顶部边缘处。
7.根据权利要求1所述的一种手把手仿人示教机器人系统，其特征在于：所述多个PC端与路由器间通过无线连接，将装有机器人运动仿真软件的多个PC端和控制柜通过路由器组网构成群组，群组内可相互传送机器人运动执行程序；将仿真软件中仿真通过的机器人运动程序通过路由器传送给控制柜，在机器人系统中验证所编写程序的正确性；同时，可将通过示教器对机器人示教编写好的程序传送给PC端，机器人运动仿真软件界面由三维展示区、基本操作区、编程区三个部分组成。
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