一种机器人通用技术教育、实验、科研一体化平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人技术教育领域，尤其涉及一种机器人通用技术教育、实验、科研一体化平台。
【背景技术】
[0002]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。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提出一种机器人通用技术教育、实验、科研一体化平台，解决上述问题。
[0004]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
一种机器人通用技术教育、实验、科研一体化平台，其特征在于:包括若干组实验套件、网络管理系统、教程资料。
[0005]—组所述实验套件由若干子平台组成，每个子平台专注于一项机器人通用技术的展示、教育、实验、科研。
[0006]所述一组实验套件内部的各个所述子平台之间可以完成信息互联互通。
[0007]所述一组实验套件中，有一个所述子平台作为主子平台，所述主子平台能对自身以及该组所述实验套件内的其他子平台进行管理。
[0008]所述一组实验套件具有其唯一且不可更改的ID号码，该ID号码记录于其主子平台中。
[0009]每个所述子平台设置二维码，该二维码标识该子平台是什么子平台，以及隶属于哪一个ID的实验套件。
[0010]所述主子平台具备网络接入能力，一组所述实验套件通过其主子平台接入所述网络管理系统。
[0011]所述网络管理系统至少包括用户系统、实验套件管理系统、订单系统、计划系统、过程系统、借还系统六个子系统。
[0012]所述用户系统可以创建不同权限的账户，包括管理员账户和普通账户，可以对不同账户分配不同的权限。
[0013]所述实验套件管理系统可以对已登记的所有实验套件进行状态监控、统计分析、远程操控等管理。
[0014]所述订单系统可以接收用户的实验或研发需求订单，并自动判断所述实验套件当前软硬件版本能否满足该需求订单，最后给出订单接受结果反馈。
[0015]所述计划系统可以根据订单情况和实验套件使用情况，自动将订单任务细分，并将细分任务自动派发到实验套件，且确保派发结果最优，最后形成计划任务表。
[0016]所述过程系统可以对计划任务表进行跟踪，完成任务实时状态更新，并按要求给出提醒信息。
[0017]所述借还系统可以对所述实验套件的借用和归还进行管理。
[0018]用户借用实验套件子平台时，扫描其上二维码，则自动跳转到所述网络管理系统登录界面，用户登录后直接跳转到该子平台借还页面，用户通过该页面申请借用或者归还，管理员可以对借还操作进行审核、反馈。
[0019]所述教程资料包括实验套件教程资料、网络管理系统教程资料、平台使用示例教程资料。以上三类教程资料均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。
[0020]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。
[0021]利用本发明可以进行智能制造体验式教学，一种具体形式是，学生根据所述平台资源情况，通过明确各子平台、实验套件的输入输出，柔性组织各子平台、各实验套件设计一种具有特定功能的机器人或多机器人系统R0B0T-X，通过网络管理平台订单子系统提交设计结果，订单子系统自动判断各子平台、各实验套件能否实现设计要求的功能，如果能，则接受订单，否则拒绝订单并反馈原因；订单接受后，网络管理系统的计划子系统自动将整个ROBOT-X开发任务在各子平台的任务进行分解、排序，并给出计划任务表;计划任务表输出后，网络管理系统的过程子系统自动根据任务优先情况及当前所有登记入网络管理系统的实验套件使用情况，为用户分配空闲的或最早可使用的实验套件、子平台；过程子系统还能对每个子任务的执行进行跟踪监控、提醒，当检测到子平台或实验套件输入输出满足设计要求或用户主动申请时，相应子任务被设置为已完成状态，并自动进行下一子任务的派发、跟踪、监控、提醒，直至整个ROBOT-X开发完毕。
[0022]教师可以作为管理员设置每个ROBOT-X开发任务硬件资源限制，查看学生用户的ROBOT-X开发任务执行情况并随时录入评价信息；当某个子任务执行时间过长时，过程子系统将自动通知对应的教师管理员，教师可根据情况决定是否去相应子平台所在地理位置进行现场辅导。
[0023]本发明对具有普遍意义的通用机器人技术进行系统总结和针对教学，同时融入工业4.0概念，对智能制造进行体验式教学，使学生更加全面深入掌握机器人相关技术，培养基础扎实、技术全面、视野广阔、与时倶进的机器人及智能制造人才。平台还可用于课外兴趣拓展、比赛、科研开发、技术验证等。
【附图说明】
[0024]图1是本发明一个实施例的架构示意图；
图2是本发明一个实施例实验套件子平台示意图；
其中:管理机I，移动终端2，英特网或局域网3，路由器4，服务器5，
交换机6，实验套件7，主子平台8，子平台9，机器视觉技术平台10、通讯技术平台11、高速数据处理技术平台12、抗干扰技术平台13、传感技术平台14、伺服控制技术平台15、多轴运动控制技术平台16、嵌入式系统技术平台17、高速电路设计技术平台18、零力示教技术平台19。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0026]如图1所示，一种机器人通用技术教育、实验、科研一体化平台，包括多组实验套件7，每组实验套件包含一个主子平台8和若干子平台9，每组实验套件连接到交换机6，服务器5也连接到交换机6，实验套件7和服务器5组成局域网，服务器5通过路由器4连接到公网3，台式管理机I和移动终端管理机2可接入公网或局域网对平台进行管理。
[0027]网络管理系统软件包括服务器端软件和客户端软件，服务器端软件运行于服务器5，客户端软件运行于台式管理机或者移动终端管理机。
[0028]网络管理系统使得本发明能很容易地用于远程教学。
[0029]如图2所示，一组实验套件包含机器视觉技术平台10、通讯技术平台11、高速数据处理技术平台12、抗干扰技术平台13、传感技术平台14、伺服控制技术平台15、多轴运动控制技术平台16、嵌入式系统技术平台17、高速电路设计技术平台18、零力示教技术平台19，共10个子平台。其中，机器视觉技术平台10作为主子平台，在该主子平台设置高性能计算机、运动平台，一方面是图像识别与目标跟踪实验需求，另一方面也使该主子平台具备强大的网络接入能力和相对固定的地理位置，便于网络连接与网络管理。
[0030]机器视觉技术平台10可采用“千兆相机+高性能PC+运动平台”方式搭建，千兆相机和运动平台都接入高性能PC，在运动平台设置若干目标，通过采集千兆相机图像，进行实时目标识别，并控制运动平台完成跟踪。还可同时在运动平台设置激光位移传感器，通过控制运动平台运动，对目标进行扫描，进而完成空间定位与测量、三维拼接重构等实验。
[0031]通讯技术平台11可通过使用总线协议转换模块将若干子平台连接到同一总线网络的方法构建，如可将高速数据处理技术平台12、伺服控制技术平台15、多轴运动控制技术平台16、嵌入式系统技术平台17四个子平台通过总线协议转换模块连成同一总线协议网络，是实验相互通讯。软件系统内部模块间通讯实验可选择某些适合的子平台进行实验。
[0032]高速数据处理技术平台12可通过两个FPGA系统互联搭建，一个系统产生高速数据，另一个系统负责处理。
[0033]抗干扰技术平台13可通过“干扰源+被干扰电路”方式搭建，干扰源可采用电弧发生装置，被干扰电路可设置强电电路和弱电电路，每一种电路又可设置采取抗干扰措施的电路与未采取抗干扰措施的电路，以便于抗干扰效果对比。硬件电路控制和显示部分做好屏蔽，保证信号的正确采集和显示。
[0034]抗干扰平台除硬件抗干扰教学外，还设置