一種基于型材搭建的開放式機器人訓練平臺的制作方法
【技術領域】
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[0001]本實用新型屬于教育機器人技術領域，具體涉及一種基于型材搭建的開放式機器人訓練平臺。
【背景技術】
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[0002]我國在教育機器人的開發(fā)和應用方面基礎薄弱，相對發(fā)達國家有很大的差距。而近幾年來隨著擴招政策在各大高校的不斷開展，我國高等教育也開始進人了一個“快車道”的發(fā)展時期。但是在高校學生數(shù)量的不斷增加的同時，也暴露出我國高校在學生培養(yǎng)上的種種弊端，其中實踐能力和創(chuàng)造力的缺乏已經(jīng)成為我國高校學生的主要缺點。如何來提高我國大學生尤其是占總數(shù)近40%的工科學生的競爭力是一個非常值得我們探討的問題。在我國傳統(tǒng)的實驗教學模式落后，驗證性試驗多，設計性、創(chuàng)新性實驗少；在實驗教學過程中，學生僅僅是被動接受教師安排，完成規(guī)定程序的實驗任務，其學習自主性和個性的發(fā)展被埋沒。傳統(tǒng)有關機械手臂的運動類訓練平臺結構復雜，動作單一，危險性高，不利于學生的實踐和搭建，限制了學生動手能力的鍛煉。

【發(fā)明內容】

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[0003]本實用新型的目的正是為了克服現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種基于型材搭建的開放式機器人訓練平臺，該教育訓練平臺屬于教育機器人領域。本教育訓練平臺可以成為技術課程和綜合實踐課程的良好載體，并且其活動知識覆蓋面廣、能力鍛煉多樣、動手體驗豐富。
[0004]本實用新型所提供的一種基于型材搭建的開放式機器人訓練平臺包括機架、第一驅動裝置1、第二驅動裝置6、第一支鏈、第二支鏈、末端執(zhí)行機構以及工作平臺16。
[0005]機架包括直線型材桿件7、型材連接角件9、型材直線連接件8以及驅動裝置安裝座。
[0006]第一支鏈包括上轉臺3、第一主動臂10以及第一從動臂11，所述上轉臺3中心安裝孔通過鍵連接方式與所述第一驅動裝置I上的減速機配合連接，所述第一主動臂10與所述上轉臺3通過螺栓固定連接，所述第一主動臂10直線安裝方向通過所述上轉臺3的中心，所述第一從動臂11與第一主動臂10通過轉動鉸鏈連接。
[0007]所述第二支鏈包括下轉臺4、第二主動臂14以及第二從動臂15，所述下轉臺4中心安裝孔通過鍵連接方式與所述第二驅動裝置6上的減速機配合連接，所述第二主動臂14與所述下轉臺4通過螺栓固定連接，所述第二主動臂14直線安裝方向通過所述下轉臺4的中心，所述第二從動臂15與第二主動臂14通過轉動鉸鏈連接；所述第一從動臂11末端與所述第二從動臂15末端通過轉動鉸鏈連接，所述第一支鏈與第二支鏈通過轉動副連接形成平行四邊形結構。通過驅動裝置驅動第一主動臂10和第二主動臂14可以控制末端執(zhí)行器的路徑。
[0008]所述末端執(zhí)行機構包括執(zhí)行支架桿12以及執(zhí)行末端安裝板13，所述執(zhí)行支架桿12通過螺栓豎直固定安裝在所述第二從動臂15的末端面，所述執(zhí)行末端安裝板13通過螺栓固定安裝在所述執(zhí)行支架桿12上；所述工作平臺16水平安裝在所述直線型材桿件7上。
[0009]所述機架由一個水平方向的“日”字形框和兩個豎直方向的“日”字形框組成，其中一個“日”字形框水平擺放在地面作為地腳，另外兩個“日”字形框通過所述型材連接角件9與所述型材直線連接件8豎直固定安裝在水平形框的左端面一側，豎直的兩個“日”字形框相互平行，安裝距離100毫米，所述驅動裝置安裝座通過螺栓水平固定安裝在豎直平行的兩個“日”字形框上，形成完整的機架結構。
[0010]第一驅動裝置I以及所述第二驅動裝置6采用伺服電機一減速器結構。
[0011]本實用新型所提供的訓練平臺，其中大部分材料采用型材桿件，搭建安裝過程簡單輕便。簡化了并聯(lián)機械手機構，同時較好地保持了機構的慣性小，高速度高加速度，高定位精度和重復定位精度的特點。
[0012]本實用新型把兩個伺服電機輸出的動力匯合到主動臂上，通過交匯的兩個從動臂將動力傳遞到末端執(zhí)行器上，同時起到結構約束的作用。兩條支鏈交匯形成平行四邊形結構，使得末端執(zhí)行器有明確的運動規(guī)律和定位精度。
[0013]本實用新型具有以下技術特點:
[0014](I)本實用新型的末端執(zhí)行器的兩自由度平動由不同的伺服電機驅動，另一自由度由伺服電機或氣動驅動；
[0015](2)本實用新型將二個動力源通過二個傳動支鏈輸送到末端執(zhí)行器上；
[0016](3)本實用新型的末端執(zhí)行器由驅動裝置帶動轉臺和主動臂驅動，從動臂配合主動臂限制執(zhí)行器的運動軌跡；保證末端執(zhí)行器有明確的運動軌跡和位置精度，并且使得本實用新型結構簡單、慣性小。
[0017](4)本實用新型采用開放式金屬結構設計，系統(tǒng)結構緊湊、模塊化，便于拓展、穩(wěn)定性好，重量輕、保證機械手臂的速度和快速啟停。
[0018](5)本實用新型的機械本體采用國家標準鋁型材，可以進行各項擴展應用，是進行機電及控制制作和進行教育創(chuàng)新擴展的平臺。
【附圖說明】
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[0019]圖1是本實用新型結構示意圖；
[0020]圖2是本實用新型機構中機架的結構示意圖；
[0021]圖3是本實用新型機構中第一支鏈與第二支鏈的結構示意圖。
[0022]圖4是本實用新型機構中第一支鏈和第二支鏈的俯視結構示意圖；
[0023]圖5是本實用新型機構中工作平臺的結構示意圖。
[0024]圖中:1:第一驅動裝置；2:上驅動裝置安裝座；3:上轉臺；4:下轉臺；5:下驅動裝置安裝座；6:第二驅動裝置；7:直線型材桿件；8:型材直線連接件；9:型材連接角件；10:第一主動臂；11:第一從動臂；12:執(zhí)行支架桿；13:執(zhí)行末端安裝板；14:第二主動臂；15:第二從動臂；16:工作平臺。
【具體實施方式】
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[0025]本實用新型所提供的一種基于型材搭建的開放式機器人訓練平臺包括第一驅動裝置1、上驅動裝置安裝座2、上轉臺3、下轉臺4、下驅動裝置安裝座5、第二驅動裝置6、直線型材桿件7、型材直線連接件8、型材連接角件9、第一主動臂10、第一從動臂11、執(zhí)行支架桿12、執(zhí)行末端安裝板13、第二主動臂14、第二從動臂15以及工作平臺16。所述上轉臺3、第一主動臂10和第一從動臂11共同構成第一支鏈；所述下轉臺4、第二主動臂14、第二從動臂15共同構成第二支鏈；所述執(zhí)行支架桿12和執(zhí)行末端安裝板13共同構成末端執(zhí)行裝置；其中驅動裝置