一种零力示教技术教育平台制造技术

一种零力示教技术教育平台，包括力传感器、运动平台、电脑、便携式HMI、教程资料。所述力传感器为三维力传感器；所述运动平台为多自由度运动平台；所述电脑对所述力传感器的数据信息进行采集、处理，并根据受力大小和方向，使得用户使用很小的力即可操控运动平台末端，完成示教；所述便携式HMI可以在脱离电脑的情况下对运动平台进行简单设置和控制，以便于用户手动示教及其他操作；所述教程资料根据教学对象的不同分成若干分册。本发明专利技术劈开纷繁的机器人表现形式，专注机器人开发本质基础，对机器人技术中的零力示教技术进行全面教育教学，同时融入工业4.0和智能制造理念，设置平台管理系统，避免“孤岛”问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人技术教育领域，尤其涉及一种零力示教技术教育平台。
技术介绍
随着科技的进步，机器人技术在人类生活和工业生产制造中发挥着越来越重要的作用。利用机器人可以实现在复杂、恶劣、危险环境下作业，也可以减轻劳动强度和提高产品质量和生产效率。机器人技术是工业4.0和智能制造的基础，我国要加快推进工业现代化，人才培养是关键。目前，国内教育机器人产品已出现了市场瓶颈，常用的教育机器人功能较为简单，外形多变但欠缺深度和广度，未对具有普遍意义的通用技术进行系统总结和针对教学，因此其开发潜力及附加价值较低，学生对机器人相关技术掌握不够全面。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种零力示教技术教育平台，针对性地对零力示教技术进行深入、全面教学，同时引入工业4.0思想和智能制造理念，通过平台面向智能制造相关功能剖析，进行实践教学。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种零力示教技术教育平台，其特征在于：包括力传感器、运动平台、电脑、便携式HMI、教程资料。所述力传感器为三维力传感器。所述运动平台为多自由度运动平台，所述力传感器固定于运动平台末端。所述电脑对所述力传感器的数据信息进行采集、处理，并根据受力大小和方向，控制所述运动平台末端以一定的速度沿受力方向运动，使得用户使用很小的力即可操控运动平台末端，完成示教。所述电脑还包含管理系统，硬件包含若干与外界互联接口，软件包含告警、平台状态监测、控制模块，可与外界进行智能信息交互。所述便携式HMI可以在脱离电脑的情况下对运动平台进行简单设置和控制，以便于用户手动示教及其他操作。所述教程资料根据教学对象的不同分成若干分册。所述平台软硬件系统及教程资料可根据技术的进步、用户的反馈适时升级、扩展。本专利技术对具有普遍意义的通用机器人技术——零力示教技术——进行系统总结和针对教学，同时融入工业4.0概念，通过平台面向智能制造的功能模块，进行实践教学，使学生更加全面深入掌握零力示教技术，认识智能制造。附图说明图1是本专利技术一个实施例的硬件模块框图；图2是本专利技术一个实施例实物结构布局示意图。其中：电脑主机1，运动控制箱2，便携式HMI3，三自由度数控平台4，三维力传感器5，显示器6。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。如图1所示，一种零力示教技术教育平台硬件模块框图，运动控制平台由运动控制箱2和三自由度数控平台4组成，三维力传感器5固定安装于三自由度数控平台4末端，电脑主机1通过运动控制箱2控制三自由度数控平台的运动，三自由度数控平台4、力传感器5集中通过运动控制箱2走线到电脑主机1，便携式HMI3通过485总线连接到运动控制箱2。如图2所示，一种零力示教技术教育平台实物结构布局示意图，其中，三维力传感器5固定于三自由度数控平台4末端，力传感器经放大器处理后输出信号为三路模拟信号。电脑主机1具备一个PCIe插槽，插入一张数据采集卡，数据采集卡外接接口为SCSI接口。运动控制箱2内部主要器件为电源、运动控制卡、SCSI连接器、力传感器放大器、电机驱动器；运动控制卡为以太网运动控制卡或USB运动控制卡，若为前者，则与电脑主机1网口连接，若为后者，则与电脑主机1USB口连接；SCSI连接器端子部分连接三维力传感器输出信号线，SCSI插座部分连接SCSI连接线，SCSI连接线同时连接到嵌入电脑主机1的数据采集卡。在电脑端，通过读取数据采集卡数据，即可获得用户示教操作主动力的大小和方向，以主动力大小的一定比例作为运动速度，以主动力方向为运动方向，实时控制数控平台末端运动，即可让用户仅使用很小的力就能拖动数控平台末端运动，实现零力示教。通过软件系统，实现多种示教模式及示教再现，以便延伸教育和展示机器人其他示教技术。教程资料按照职业技术人才培养、本科生培养、研究生培养、博士生培养、科研一线人才培养设置分册，分册根据目标人群特点，设置不同的教育起点、侧重点、深度、广度；平台软硬件配置随目标人群有所变化，并与相应教程资料分册保持一致。平台的硬件组成及工作原理，实验方法，软件系统源码，开发环境等，针对目标人群进行不同程度的开放，例如在教学要求较低时，技术深入的源代码不开放修改。平台软硬件系统及教程资料可根据技术的进步、用户的反馈适时升级、扩展，通过本专利技术所述一种零力示教技术教育平台，可以对具有普遍意义的通用机器人技术——零力示教技术——进行系统总结和针对教学，同时融入工业4.0概念，通过平台面向智能制造的功能模块，进行实践教学，使学生更加全面深入掌握零力示教技术，认识智能制造。以上结合具体实施例描述了本专利技术的技术原理。这些描述只是为了解释本专利技术的原理，而不能以任何方式解释为对本专利技术保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本专利技术的其它具体实施方式，这些方式都将落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零力示教技术教育平台，其特征在于：包括力传感器、运动平台、电脑、便携式HMI、教程资料。

【技术特征摘要】
1.一种零力示教技术教育平台，其特征在于：包括力传感器、运动平台、电脑、便携式HMI、教程资料。
2.如权利要求1所述的一种零力示教技术教育平台，其特征在于：所述力传感器为三维力传感器。
3.如权利要求1所述的一种零力示教技术教育平台，其特征在于：所述运动平台为多自由度运动平台，所述力传感器固定于运动平台末端。
4.如权利要求1所述的一种零力示教技术教育平台，其特征在于：所述电脑对所述力传感器的数据信息进行采集、处理，并根据受力大小和方向，控制所述运动平台末端以一定的速度沿受力方向运动，使得用户使用很小的力即可操控运动平台末端，完成示教。
5.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马道平，
申请(专利权)人：佛山市新恒萃材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44