技术领域
[0001] 本
发明涉及
工业机器人教学领域，具体涉及工业机器人综合技术训练平台。
背景技术
[0002] 如图1所示，工业4.0要求，将培养工业机器人专业的人才作为首要任务。现有的机器人实验
工作台一般包括六轴机器人、存储仓库模
块、堆垛模块、监控摄像头、快速换工具库、
抛光打磨模拟模块、变频传输模块、装配模块等等。
[0003] 现有的工业机器人实验工作台主要有以下缺点：（1）打磨抛光模块在进行打磨抛光时会产生灰尘，无法处理，污染环境，实训完毕，学生打扫起来也比较麻烦；（2）
现有技术中存储仓库模块是人为定义的存储仓库，其表示的是在工业机器人训练过程中作为仓库，其实际在使用过程中，需要人为将物料放置在储存仓库上，人为的放上和取下，比较麻烦。
发明内容
[0004] 本发明目的在于提供工业机器人综合技术训练平台，对传统的打磨抛光模块和存储仓库模块进行改进，使得打磨抛光模块能够进行打磨灰尘的收集处理，存储仓库模块能够自动上下料，同时由于上述两项改进，还增加了工业机器人训练平台的训练项目。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：工业机器人综合技术训练平台，包括实验工作台，实验工作台上安装有六轴机器人、物料输送模块、物
料堆垛模块、抛光打磨模块、装配模拟模块、
机器人视觉模块、工具快换模块；上述六轴机器人、物料输送模拟模块、物料堆垛模拟模块、抛光打磨模拟模块、装配模拟模块、工具快换模拟模块、机器人视觉模块皆由实验工作台上的编程计算机进行编程，定义工作方式，还包括与立体仓库配套使用的循环运输装置和物料总库；
循环运输装置，包括回料传输带和与立体仓库层数相同的、且与立体仓库每层一一对
应的多层传输带，相邻两层传输带的端口之间设有用于向上运输物料的上下运输机构，位于多层传输带之间的上下运输机构中，任意相邻的两个上下运输机构错端口设置；多层传输带中的最上层传输带与回料传输带之间设有向下运输物料的上下运输机构；
物料总库，主体位于实验工作台下方，其上设有位于实验工作台上方的回料口和出料
口，多层传输带中最下层传输带一端从出料口中伸入物料总库内，回料传输带的一端从回料口伸入物料总库内；物料总库内还设有两个构成V字型的斜坡，两个斜坡分别与多层传输带中最下层传输带和回料传输带配合；与多层传输带中最下层传输带配合的斜坡上设有多层传输带配合工作的斜坡传输带；出料口的尺寸限制一件
工件从物料总库中运出；
立体仓库每一层设有多个并排的储物格，储物格上皆设有抱夹式货叉和控制抱夹持式
货叉工作的重量
传感器和形状检测设备，抱夹式货包括货叉、推动货叉从储物位伸到多层传输带上的电动
推杆，所述货叉包括
支撑平板，支撑平板上安装有微型
电机，微型电机的输出端连接有横向可旋转设置在支撑平板上螺杆，所述螺杆上套有两个齿旋方向相反的
螺母，使得微型电机的正反转，控制两个螺母距离之间的远近，两个螺母上皆安装有跟随螺母活动的
夹板；
实验工作台上还设有抛光打磨模拟模块的除尘装置，包括属于实验工作台的一部分的
抛光打磨台，抛光打磨台上设有若干收集孔，抛光打磨台下方设有收集漏斗，收集漏斗内设有分离器将灰尘与废料进行分离，收集漏斗底部连通有除尘
风机的一端，除尘风机的另一端与
除尘器的顶部的进尘口连通；除尘器被隔板分为洁净区和除尘区，洁净区设有排气口，除尘区内通过滤筒安装件安装有若干相互紧贴的滤筒，滤筒安装件在电机的带动下旋转，从而使得滤筒跟随旋转，使得相邻滤筒之间产生摩擦，滤筒内部与洁净区连通；除尘区下方为集灰漏斗，集灰漏斗内设有绕集灰漏斗均匀分布的
雾化器，雾化器通过管路与设置在实训平台下方的
水箱连通，管路上设有电磁
阀，集灰漏斗下方设有集灰箱。
[0006] 作为一种优选技术方案，若干滤筒的截面构成倒V字型。
[0007] 作为一种优选技术方案，上下运输机构包括可旋转设置在架体上的竖向螺杆、竖向螺杆上的螺母、螺母上安装的上下台板、带动竖向螺杆旋转的电机、上下台板安装的用于推工件的电动推杆。
[0008] 作为一种优选技术方案，多层传输带中最上层传输带为带转弯的传输带。
[0009] 作为一种优选技术方案，形状检测设备和抱夹式货叉的
位置关系使得对于工件先经过同一储物位上的形状检测设备，再经过抱夹式货叉。
[0010] 作为一种优选技术方案，所述滤筒安装件包括旋转辊，与旋转辊可拆卸连接的两个安装盖，安装盖设有内
螺纹，滤筒两端设有与其匹配的
外螺纹，滤筒两端与安装盖可拆卸连接，其中一个安装盖上设有出气口用于与洁净区连通。
[0011] 作为一种优选技术方案，分离器为平板结构，且平板上设有若干均匀的孔隙，孔隙尺寸不允许废料通过而允许灰尘通过，，所述收集漏斗为方锥形的收集漏斗，设有侧
门，收集漏斗的四侧内壁设有对应的卡槽，分离器的四侧与卡槽对应匹配，使得分离器与收集漏斗通过卡槽可拆卸连接。
[0012] 本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：本发明通过对现有的工业机器人训练平台在结构上进行改进，增加真正意义上可以对
工件进行储存的物料总库和循环运输装置，使得工件可以被自动从立体仓库中运输和收回，且占地面积小，且由于增加了机电设备，因此又在原有的实训平台实训内容
基础上进行了扩展。
[0013] 本发明设有与抛光打磨模块配套的除尘装置，对打磨抛光产生的灰尘进行去除的同时，也对实训平台的实训内容进行了扩展。
附图说明
[0014] 图1为现有技术中工业机器人训练平台的结构示意图；图2为本发明的循环运输装置的结构示意图；
图3为储物位的剖视图；
图4为货叉的结构示意图；
图5为除尘装置的结构示意图；
图6为抛光打磨台的俯视图；
图7为旋转辊的结构示意图；
图8为安装盖A的结构示意图；
图9为安装盖A的正视图；
图10为安装盖B的结构示意图；
图11为安装盖B的正视图；
图12为若干旋转辊截面构成倒V字型的示意图；
图13为若干旋转辊截面构成波浪形的示意图。
[0015] 其中，附图标记如下所示：1-储物位，2-多层传输带，3-物料总库，4-斜坡传输带，5-支撑平板，6-横向螺杆，7-螺母，8-夹板，9-电动推杆，10-上下台板，11-竖向螺杆，12-抛光打磨台，13-
挡板，14-收集漏斗，15-分离器，16-除尘风机，17-除尘区，18-洁净区，19-滤筒，20-旋转辊，21-安装盖A，211-出气口，22-安装盖B，23-集灰漏斗，24-集灰箱，25-雾化喷头，26-排气口，27-封板。
具体实施方式
[0016] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的
实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0018] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。实施例
[0019] 如图2 1所示，工业机器人综合技术训练平台，包括实验工作台，实验工作台上安~装有六轴机器人、物料输送模块、物料堆垛模块、抛光打磨模块、装配模拟模块、机器人视觉模块、工具快换模块。
[0020] 机器人在工具快换模块模拟在实际工厂工作中，机器人工作末端的工具快换，以实现物料堆垛、抛光打磨、快速装配。
[0021] 其中，六轴机器人用于将物料从立体仓库中取出后放置到抛光打磨模块，然后六轴机器人更换工具模拟实际生产中的物料打磨抛光；物料输送模块用于模拟实际生产中的物料输送，工业机器人将物料从物料输送模拟模块转移物料堆垛模拟模块，更换工具模拟物料堆垛。
[0022] 在实验工作台上还设有机器人视觉模块，机器人视觉系统用于检测物料的型号、物料位置的偏移数据、机器人抓取物料中心偏移数据等。
[0023] 上述六轴机器人、物料输送模拟模块、物料堆垛模拟模块、抛光打磨模拟模块、装配模拟模块、工具快换模拟模块、机器人视觉模块皆可以由实验工作台上的编程计算机进行编程，定义工作方式。监控摄像头用于记录学生学习情况。
[0024] 由于上述各个模块都是工业机器人实验工作台上已经非常成熟的技术，因此，在本实施例中不作详细说明。
[0025] 值得特别说明的是，在实验工作台上设有与立体仓库配套的循环运输装置和物料总库3。当不进行工业机器人实训时，所有工件是存放在物料总库3内的，防止工件的损坏。
[0026] 物料输送装置为循环运输装置，循环运输装置包括多层传输带2、上下运输机构和回位传输带。
[0027] 以本实施例为例，本实施例中，立体仓库有四层，每层四个储物位1，因此，与立体仓库的层数配合，多层传输带2为四层，分别为一层传输带、二层传输带、三层传输带、四层传输带。一层传输带、二层传输带、三层传输带、四层传输带分别与立体仓库格的每一层配合，将工件在每一层之间运输。
[0028] 一层传输带和二层传输带之间设有上下运输机构，上下运输机构位于一层传输带和二层传输带的左侧。二层传输带和三层传输带之间设有上下运输机构，上下运输机构位于二层传输带和三层传输带的右侧。三层传输带和四层传输带之间设有上下运输机构，上下运输机构位于三层传输带和四层传输带的左侧。即，上下运输机构在传输带之间错位设置。
[0029] 其中，四层传输带为带转弯的传输带，四层传输带与回位传输带之间也设有上下运输机构，回位传输带也位于一层，且一端从物料总库3的回料口伸入，把工件送回。一层传输带的一端（右端）从物料总库3的出料口伸入，把工件取出。
[0030] 立体仓库的每个储物位1上皆设有抱夹式货叉，抱夹式货包括货叉、推动货叉从储物位1伸到传输带上的电动推杆9。所述货叉包括支撑平板5，支撑平板5上安装有微型电机，微型电机的输出端连接有横向可旋转设置在支撑平板5上横向螺杆6，所述横向螺杆6上套有两个齿旋方向相反的螺母7，当微型电机正转，螺母7之间距离变近，螺母7反转，螺母7之间距离变远。所述两个螺母7上皆安装有跟随螺母7活动的夹板8，使得夹板8之间距离在微型电机作用下可调整，从而实现对工件的抱夹。
[0031] 当然，物料总库3的结构也值得说明，物料总库3主体是设置在实验工作台；物料总库3上开有回料口和出料口，回料口和出料口为实验工作台上方。
[0032] 物料总库3内设有与一层传输带和回料传输带配合的斜坡，两个斜坡构成V字型。其中，与一层传输带配合的斜坡上设有斜坡传输带4，斜坡传输带4与一层传输带配合，使得可以将物料总库3内的货物运到一层传输带上。
[0033] 其中，物料总库3的出料口的尺寸有限制，使得每次只能通过一个工件。出料口的具体尺寸根据物料总库3的物料尺寸不同，出料口的尺寸不同，因此，不作详细说明。当然此结构只适用于不同工件尺寸差距不大的情况下，由于应用在工业机器人实验工作台上的工件尺寸差距一般不会太大，因此大部分情况下可以适用。
[0034] 值得说明的是，所述每个储物位1上都设有形状检测设备和重量传感器，形状检测设备控制抱夹式货叉的工作。形状检测设备是现有技术，可以为
光电传感器等。
[0035] 上述结构的原理在于：由于在一层传输带和回料传输带之间有V字型斜坡，因此，V字型斜坡内储存着工件，此时启动出料工作，所有运输系统工作，斜坡传输带4的作用下，大量堆积的工件被向上送到一层传输带上，而由于出料口的限制，使得工件从出料口出来后，在一层传输带上是一个一个分布的；一层传输带的运输下将货物从整个立体仓库格的一层通过，然后在上下运输机构的工作下，将工件送往二层传输带，并在整个立体仓库格的二层通过，三层、四层如上所述。若某一储物位1的形状检测设备检测到通过的货物和其要放置的工件的尺寸或形状十分相似，则启动抱夹式货叉将其放置在其位置上，而放置过工件的储物位1的重量传感器接收到感应，之后再次有相同工件经过时，抱夹式货叉不启动。所有货物依次从物料总库3中被运出，并在物料总库3与立体仓库之间的传输带上循环，物料总库3上的形状检测设备和重量传感器配合控制在传输带上夹持适合的工件放入对应位置。当整个实训完毕时，启动回料工作，这时，只要控制斜坡传输带4停止工作，那么在循环运输装置上工件则被一一送回物料总库3；且在回料工作时，重量传感器感应到储物位1上有重量时，则抱夹式货叉将物料送回多层传输带2上，且在回料工作时，形状检测设备不工作。
[0036] 本实施例中，学生可以通过编程学习计算机进行编程，对每个储物位1形状检测设备、抱夹式货叉等仪器进行定义，控制其工作方式，从而扩展工业机器人训练平台的实训内容。
[0037] 还值得说明的是，由于循环运输装置一直不停运输，因此抱夹式货叉工作时工件不是静止状态，因此，同一储物位1的形状检测设备的设置位置应当在在抱夹式货叉之前，即对于同一储物位1来说，循环运输装置上的工件应当先经过形状检测设备，再经过抱夹式货叉。
[0038] 本实施例中，所述上下运输机构包括可旋转设置在架体上的竖向螺杆11、竖向螺杆11上的螺母7、螺母7上安装的上下台板10、带动竖向螺杆11旋转的电机、上下台板10安装的电动推杆9。
[0039] 以一层传输带和二层传输带之间的上下运输机构作说明：使用时，工件位于一层传输带的左端，然后在传输带的动
力带动下落在上下台板10上，上下台板10向上运动，运动至二层传输带时，电动推杆9将工件推至二层传输带上，此时上下台板10再次向下运动，下一个工件在一层传输带的工作下落在上下台板10上，上下台板10将下一个工件又向上运输，重复工作。
[0040] 因为机器人实验工作台上的立体仓库其实只是一个工作机器人的实训仓库，其并不是真正意义上用于存储物料的仓库，为了工业机器人的实训，立体仓库内货物放置都是种类分层放置的，因此现有技术中工件都是人工放置，或不同工件分开机械储存运输。而本实施例实现了工件的机械放置、机械回收，更加地方便，且所有工件可以混合储存，不用在本来面积就不大的实验工作台上分开储存，分开输送。
[0041] 实验工作台上还设有与抛光打磨模拟模块配套的除尘装置，包括抛光打磨台12、收集漏斗14、分离器15、除尘风机16和除尘器。
[0042] 抛光打磨台12属于实验工作台的一块区域，用于接收六轴机器人从立体仓库中取出放置的工件，便于六轴机器人进行抛光打磨。抛光打磨台12上部四侧设有挡板13，减少灰尘及废料逸到实验工作台其他区域的情况。
[0043] 抛光打磨台12下部设有收集漏斗14，抛光打磨台12上设有若干较大的均匀分布的收集孔，使得在除尘风机16的吸力下，打磨抛光产生的灰尘和一些能够通过收集孔的废料进行收集。
[0044] 收集漏斗14的较大开口朝上，较小开口朝下；收集漏斗14底部与除尘风机16的一个端口连通，除尘风机16的另一个端口和除尘器的顶部连通。
[0045] 收集漏斗14内设有分离器15，分离器15为平板结构，且平板上设有若干均匀的孔隙，孔隙较小，不允许废料通过而允许灰尘通过。
[0046] 值得说明的是，所述收集漏斗14为方锥形的收集漏斗14，设有侧门，收集漏斗14的四侧内壁设有对应的卡槽，分离器15的四侧与卡槽对应匹配，使得分离器15与收集漏斗14通过卡槽可拆卸连接。
[0047] 所述除尘器包括壳体，壳体顶部设有进尘口，用于与除尘风机16的另一个端口连通。壳体被隔板分为并排的两个区域，分别为除尘区17和洁净区18。进尘口位于除尘区17的上方。
[0048] 除尘区17内通过滤筒安装件安装有若干横向设置的滤筒19，相邻两个滤筒19之间紧贴。滤筒安装件在驱动机构的作用下旋转，从而带动滤筒19旋转，相邻的两个滤筒19在旋转时产生摩擦。
[0049] 所述驱动机构包括电机和多级传动机构。
[0050] 滤筒安装件包括旋转辊20，旋转辊20上设有的两个带有
内螺纹的安装盖。旋转辊20上设有螺纹，两个安装盖也通过螺纹与旋转辊20可拆卸连接。安装盖与旋转辊20之间设置的
螺纹连接与旋转辊20的旋转方向相反，使得旋转辊20的旋转不会导致安装盖变松；滤筒19的两端皆设有与安装盖的螺纹匹配的外螺纹，使得滤筒19两端通过与安装盖连接实现被固定安装在旋转辊20上。其中，安装盖上还设有出气口211与洁净区18连通。所述隔板上位于除尘器的一面设有若干用于容纳安装盖的槽，旋转辊20上有两个区域设有螺纹用于安装安装盖，一个区域位于旋转辊20的一端端口，另一个区域靠近旋转辊20另一端的端口，与旋转辊20一端端口可拆卸连接的安装盖为安装盖A21，与靠近旋转辊20另一端端口的螺纹区域可拆卸连接的为安装盖B22。
[0051] 安装盖A21上设有上述出气口211，安装盖B22上无出气口211。安装盖A21皆可放置在隔板的槽内，并在槽内旋转。当安装好时，安装盖B22是与除尘器壳体紧贴的，安装盖B22紧贴的除尘器壳体的面为封板27，驱动机构安装在封板27上，旋转辊20从封板27上穿出，封板27可完全脱离除尘器和通过一些卡扣件固定在除尘器上，使得除尘器内部被打开，当除尘器打开时，可以对滤筒19进行更换维护。
[0052] 本实施例中，旋转辊20的一端皆从壳体伸出，由驱动机构带动旋转。驱动机构包括电机和多级传动机构，使得一台电机可以带动多个旋转辊20进行旋转。
[0053] 本实施例中，若干个旋转辊20的设置位置使得它们的截面构成倒V字型或波浪型，增大滤筒19与灰尘的
接触面积。
[0054] 除尘区17中若干滤筒19的下方为集灰漏斗23，集灰漏斗23的底部设有集灰箱24，在集灰漏斗23的
侧壁设有若干均匀分布的，且喷口斜向上的雾化喷头25，若干雾化喷头25通过同一管路与设置在实验工作台下方的储水箱连通，储水箱内设有水
泵，此管路上设有
电磁阀。雾化喷头25增加从滤筒19继续往下落的灰尘的湿度，使得其重量增加，保证没有被滤筒19
吸附的灰尘能够落入集灰箱24，且由于灰尘的湿度，集灰箱24内的灰尘被取出时不易出现逸尘的现象。
[0055] 若干滤筒19可以旋转，且相邻滤筒19之间产生摩擦，使得滤筒19可以进行自洁，将粘附的灰尘抖落，且可旋转的滤筒19，使得滤筒19的各个面对灰尘的吸附更加均匀，在一定程度上有利于滤筒19的吸附效果。
[0057] 本实施例的工作原理如下所示：六轴机器人对工件的加工产生的灰尘和废料在除尘风机16的吸力作用下从收集孔落
入收集漏斗14，收集漏斗14内的分离器15对废料和灰尘进行分离，避免废料落入除尘风机
16，对除尘风机16造成损害，灰尘在除尘风机16的作用下继续往下落，落入了除尘器，灰尘在滤筒19被吸附，洁净的空气通过滤筒19内部和安装盖上的出气口211进入洁净室后，通过排气口26排出。在除尘的过程中，驱动机构一直带动滤筒19旋转，使得滤筒19的各个面都能吸附灰尘，同时一些灰尘在滤筒19之间的摩擦作用下往下，被集灰漏斗23设有的雾化器增加湿度和重量后落入集灰箱24。
[0058] 所有除尘设备，包括滤桶除尘设备和滤袋除尘设备，使用时间较长后都会有
滤芯通透性变差和结露的问题，因此，本实施例中，旋转时相邻滤筒19之间的摩擦会对粘附的灰尘起到一定刮出作用，自洁效果较好。
[0059] 本实施例中，多级传动机构包括若干套装在旋转辊20伸出壳体的部分上的从动
齿轮，任意相邻的两个旋转辊20上的从动齿轮之间设有
啮合的改向齿轮，电机套装有带动从动齿轮的主动齿轮。通过改向齿轮，使得相邻两个旋转辊20的转动方向相同，两个相邻的滤筒19之间的
摩擦力更大，清洁效果更好。
[0060] 按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。
