一种机械安全实验台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种机械安全实验台，包括集成有动作执行模块、电气控制模块和安全防护控制模块的工作台（5），动作执行模块用于执行实验所需的动作，电气控制模块用于动作执行模块和安全防护控制模块的通断电和电压控制，安全防护控制模块用于控制动作执行模块的动作逻辑和实验台的安全防护；安全防护控制模块集成有安全输入设备、安全控制设备和安全输出设备，安全输入设备用于监控、监测危险源并向安全控制设备输入信息，安全控制设备用于对安全输入设备的信息进行读取、运算并对安全输出设备进行控制，安全输出设备用于接收安全控制设备的控制信号并停止动作执行模块的工作或进行安全提醒。本实用新型专利技术采用可扩展或更改的模块、安全性高。安全性高。安全性高。

【技术实现步骤摘要】
一种机械安全实验台


[0001]本技术涉及实验设备
，具体地说是一种机械安全实验台。

技术介绍

[0002]第三次工业革命后，机械化、自动化及信息化已成为工业领域主要生产方式，对于减轻劳动强度、提高劳动生产率、改善劳动环境、降低生产成本等具有非常重要的意义。然而，伴随着机械的大量使用，由于人的不安全行为、机械的不安全状态或恶劣的工作环境，人们在与机械打交道的过程中时常会发生各种事故，直接影响着人体健康，或造成人身伤亡和财产损失，机械安全问题日趋凸显。近年来随着传感器技术、物联网、人工智能等技术的发展，装备自动化水平不断提高，工业机器人在生产中得到了广泛应用，在有些情况下机器人完全自主是不可能的，人机协作共融就成为机器人发展的必然选择，因此安全防护的理念也逐渐从原来的物理隔离、能量释放到利用各种安全传感器和控制器构建风险监控和预警系统。
[0003]工业用机器人在产品设计之初就应该按照严格的标准进行安全设计，然而对于特殊场合和存在较大风险的产品，还应该补充安全防护措施，即使设备故障或者操作人员失误，也能最大程度的保证人员的安全。然而，当前能够进行工业机器人等自动化设备安全防护系统设计的人员大多是通过工作实践获得的经验。高等院校作为人才培养的主要场所，其毕业生将成为企业设计、研发产品的主力军，但是目前高校对机械安全的重视度还不够，关于机械安全方面的培训大多以图片、视频及知识讲解形式为主，学生不能对机械安全形成切合实际的感受。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种面向工业制造领域中机器人的安全防护控制而设计的机械安全实验台，通过该实验台的操作训练，能够让学生了解一些典型安全元器件的工作原理和适用场景，学习机器人安全防护控制系统的设计方法，具备安全防护的意识。
[0005]本技术的目的是通过以下技术方案解决的：
[0006]一种机械安全实验台，包括工作台，其特征在于：在工作台上集成有动作执行模块、电气控制模块和安全防护控制模块，其中动作执行模块用于执行实验所需的动作，电气控制模块用于动作执行模块和安全防护控制模块的通断电和电压控制，安全防护控制模块用于控制动作执行模块的动作逻辑和实验台的安全防护；所述的安全防护控制模块集成有安全输入设备、安全控制设备和安全输出设备，其中安全输入设备用于监控、监测危险源并向安全控制设备输入信息，安全控制设备用于对安全输入设备的信息进行读取、运算并对安全输出设备进行控制，安全输出设备用于接收安全控制设备的控制信号并停止动作执行模块的工作或进行安全提醒，以消除危险源。
[0007]所述的安全输入设备包括急停按钮、复位按钮、停止按钮、安全雷达、激光扫描仪、
安全地毯；所述的急停按钮、复位按钮、停止按钮、安全雷达、激光扫描仪、安全地毯分别通过线路与安全控制设备中的安全可编程控制器相连接。
[0008]所述的急停按钮、复位按钮和停止按钮均集成在工作台上设置的PC防护板背面的按钮盒上；安全雷达安装在PC防护板的框架上；激光扫描仪和安全地毯分别安装在工作台的两侧且激光扫描仪安装在工作台的一角、安全地毯摆放在工作台一侧的地面上。
[0009]所述的安全控制设备包括能够相互通信的安全可编程控制器和电脑；所述的安全可编程控制器安装在工作台的台面下方的电气控制柜内，电脑安装在工作台上设置的PC防护板的背面。
[0010]所述的安全输出设备包括多层信号灯、安全继电器和机器人，所述的多层信号灯和安全继电器通过线路与安全控制设备中的安全可编程控制器连接，安全继电器通过带有强制断开型触点的安全触点与机器人相连接并能够控制机器人的通断电，机器人通过线路与电脑相连接且电脑能够控制机器人的运动。
[0011]所述的多层信号灯安装在工作台上设置的PC防护板的顶部，安全继电器安装在工作台的台面下方的电气控制柜内，机器人安装在工作台的台面上。
[0012]所述工作台的台面下方设有电气控制柜且电气控制柜的两侧安装有电气控制柜门，在工作台的台面一端设有竖直设置的PC防护板且在PC防护板的背面安装有电脑。
[0013]所述的动作执行模块包括安装在工作台台面上的机器人、物料存储单元和输送线单元，工作半径覆盖整个工作台台面的机器人远离工作台上的PC防护板设置且输送线单元位于机器人和PC防护板之间，物料存储单元设置在输送线单元的两端。
[0014]所述机器人的末端还安装有相机和末端执行器，所述相机能够与电脑通信且末端执行器用来拾取和放置物料；所述的物料存储单元包括分别位于输送线单元两端的物料拾取平台和物料放置平台，起始状态时物料位于物料拾取平台中；所述的输送线单元包括传送带、限位板和光电传感器，限位板和光电传感器安装在传送带的末端，光电传感器通过线路与安全可编程控制器相连。
[0015]所述的电气控制模块包括通过线路相连的电源总开关和电气控制柜；所述的电气控制柜位于工作台的台面下方，电源总开关安装在电气控制柜的柜壁上且电源总开关位于工作台上设置的PC防护板的下方。
[0016]本技术相比现有技术有如下优点：
[0017]本技术通过将集成有小型工业机器人和安全防护控制模块的实验台用于教学培训，通过实验演示和在老师指导下动手操作，学生能更加深刻的理解安全防护控制模块的结构和相关安全设备的工作原理，提升机械安全设计的理念和能力。
[0018]本技术的实验台基于安全控制技术、ROS机器人、机器视觉而设计，通过视觉引导机器人可以实现抓取运输物料；结合实验台的安全防护控制模块可以实现机器人执行任务全过程的安全防护；该实验台可以为机械大类、电子信息、计算机技术、自动控制等专业提供一套智能化的实验装置，提升学生的专业技能，适用于多学科的实验教学；还能提供使用者学习ROS、机器视觉等新兴技术的平台，促进教研一体和教学资源最大化利用。
[0019]本技术的实验台搭载六轴机器人，安全控制模块采用小型的可编程控制器，集成了激光扫描仪、安全地毯、安全雷达、急停按钮等多种安全元器件，贯穿安全设计、机器人运行过程安全防护等环节，具有安全系统更加全面、安全智能化的特点；通过该实验台学
生可以学到多种安全元器件的工作原理和应用场景，使学生更加全面的掌握机器人安全防护控制系统的设计方法。
[0020]本技术的实验台采用模块化的设计，动作执行模块和安全防护控制模块的功能都支持更改或拓展；同时，与机器人和安全系统相关的软件均安装在实验台的电脑上，学生既可以学习相关功能实现的方法，也可以在软件端更改设计系统的功能，达到更好的教学培训效果，具备教学培训的普适性。
附图说明
[0021]附图1为本技术的机械安全实验台的结构示意图；
[0022]附图2为本技术的机械安全实验台的后视图；
[0023]附图3为本技术的机械安全实验台的俯视图；
[0024]附图4为本技术的电气控制柜的局部示意图；
[0025]附图5为本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械安全实验台，包括工作台（5），其特征在于：在工作台（5）上集成有动作执行模块、电气控制模块和安全防护控制模块，其中动作执行模块用于执行实验所需的动作，电气控制模块用于动作执行模块和安全防护控制模块的通断电和电压控制，安全防护控制模块用于控制动作执行模块的动作逻辑和实验台的安全防护；所述的安全防护控制模块集成有安全输入设备、安全控制设备和安全输出设备，其中安全输入设备用于监控、监测危险源并向安全控制设备输入信息，安全控制设备用于对安全输入设备的信息进行读取、运算并对安全输出设备进行控制，安全输出设备用于接收安全控制设备的控制信号并停止动作执行模块的工作或进行安全提醒，以消除危险源。2.根据权利要求1所述的机械安全实验台，其特征在于：所述的安全输入设备包括急停按钮（19）、复位按钮（18）、停止按钮（17）、安全雷达（12）、激光扫描仪（6）、安全地毯（7）；所述的急停按钮（19）、复位按钮（18）、停止按钮（17）、安全雷达（12）、激光扫描仪（6）、安全地毯（7）分别通过线路与安全控制设备中的安全可编程控制器（24）相连接。3.根据权利要求2所述的机械安全实验台，其特征在于：所述的急停按钮（19）、复位按钮（18）和停止按钮（17）均集成在工作台（5）上设置的PC防护板（13）背面的按钮盒（16）上；安全雷达（12）安装在PC防护板（13）的框架上；激光扫描仪（6）和安全地毯（7）分别安装在工作台（5）的两侧且激光扫描仪（6）安装在工作台（5）的一角、安全地毯（7）摆放在工作台（5）一侧的地面上。4.根据权利要求1或3所述的机械安全实验台，其特征在于：所述的安全控制设备包括能够相互通信的安全可编程控制器（24）和电脑（11）；所述的安全可编程控制器（24）安装在工作台（5）的台面下方的电气控制柜（23）内，电脑（11）安装在工作台（5）上设置的PC防护板（13）的背面。5.根据权利要求4所述的机械安全实验台，其特征在于：所述的安全输出设备包括多层信号灯（14）、安全继电器（25）和机器人（3），所述的多层信号灯（14）和安全继电器（25）通过线路与安全控制设备中的安全可编程控制器（24）连接，安全继...

【专利技术属性】
技术研发人员：居里锴，周成，邹骏，尹之尧，叶松，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：新型
国别省市：