一种教学用半自动机械手模型的制作方法
【专利摘要】提供一种教学用半自动机械手模型，包括底座，与所述底座为一体结构的第一支柱，位于所述第一支柱前方的第二支柱。所述模型还包括机械手臂，位于所述底座两侧的左、右支架，通过安装在模型各个部位的传感器检测所述机械手臂的运动情况。将半自动机械手将工业机器人搬到课堂上，并且连贯的模拟出定位抓取物体，抓取完之后对物体进行辨别，辨别之后对物体进行分类处理的动作。令学者初步了解半自动机械手的自动化控制以及之间的配合，集成了多种知识点，结构简单，适于教学。
【专利说明】一种教学用半自动机械手模型
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于教学模型【技术领域】，具体涉及一种教学用半自动机械手模型。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的进步，可辅助生产加工的机械产品逐渐替代人工操作，正是由于 半自动或全自动的机械产品具有提高生产效率和减少人工操作的优点，逐渐受到人们的喜 爱，尤其是工业机器人。
[0003] 为了使得更多的人初步了解和初步学习工业机器人，越来越多的相关的教学模型 被引入课堂。但是，现有的涉及工业机器人的模型，功能较为单一，无法全面展示出工业机 器人的运动，而且有的模型结构复杂，导致生产成本的增高，并且不适于教学。
【发明内容】
[0004] 本实用新型提供一种教学用半自动机械手模型，以解决现有的涉及工业机器人的 模型，功能较为单一，无法全面展示出工业机器人的运动，而且有的模型结构复杂，导致生 产成本的增高，并且不适于教学的问题。
[0005] 技术方案为：提供一种教学用半自动机械手模型，包括底座，与所述底座为
[0006] -体结构的第一支柱，位于所述第一支柱前方的第二支柱。所述模型还包括位于 所述第一支柱顶部的机械手臂，所述机械手臂与所述第一支柱通过旋转电机旋转连接，所 述机械手臂一端安装有用于驱动所述机械手臂收缩抓球的伸缩电机；所述第二支柱顶端设 有一凹槽，所述凹槽内放置有判色传感器，所述凹槽面向机械手臂方向的外表面安装有收 缩到位传感器；所述第一支柱左侧设有左支架，所述左支架底部安装有白球收集框，所述 第二支柱右侧设有右支架，所述右支架底部相应的安装有黑球收集框，所述右支架顶部安 装有旋转到位传感器；所述底座上还设有用于处理数据的中央控制装置，所述第一支柱顶 部还安装有恢复到位传感器；所述恢复到位传感器、收缩到位传感器、判色传感器和旋转到 位传感器的输出端与所述中央控制装置的输入端连接，所述旋转电机和伸缩电机的输入端 与所述中央控制装置的输出端连接。
[0007] 其中，所述收缩到位传感器和旋转到位传感器为接触传感器。
[0008] 其中，所述恢复到位传感器和判色传感器为单光反射传感器。
[0009] 进一步的，所述机械手臂包括：与所述旋转电机电气连接的转盘和悬臂，
[0010] 所述悬臂为中心铰接的两根塑料棒，所述塑料棒一端设有抓手，另一端轴连接于 滑块，所述滑块位于所述转盘一侧的滑轨里。
[0011] 进一步的，所述两根塑料棒的交接位置处安装有一推板，所述推板与所述伸缩电 机连接。
[0012] 有益效果：将半自动机械手将工业机器人搬到课堂上，并且连贯的模拟出定位抓 取物体，抓取完之后对物体进行辨别，辨别之后对物体进行分类处理的动作。令学者初步了 解半自动机械手的自动化控制以及之间的配合，集成了多种知识点，结构简单，适于教学。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0014] 图1是本实用新型一种教学用半自动机械手模型的结构示意图；
[0015] 图2是本实用新型机械手臂的结构示意图；
[0016] 图3是本实用新型一种教学用半自动机械手模型的硬件连接示意图。
【具体实施方式】
[0017] 如图1至3所示，一种教学用半自动机械手模型，包括底座1、第一支柱2和第二支 柱3,所述第一支柱2固定于所述底座1上，所述第二支柱3位于所述第二支柱3前方，之间 的距离大致与机械手臂伸长时的长度一致。所述模型还包括可相对所述第一支柱2顶部做 旋转运动的机械手臂6,所述机械手臂6与所述第一支柱2通过旋转电机5旋转连接，从而 实现旋转运动。所述机械手臂6 -端安装有用于驱动所述机械手臂6收缩抓球的伸缩电机 14。
[0018] 所述第二支柱3顶端开设有一凹槽，所述凹槽内放置有判色传感器4,所述
[0019] 凹槽的敞口大小以及形状，适配的将教学用的球呈现在所述机械手臂可夹住的位 置处。所述凹槽面向机械手臂6方向的外表面安装有收缩到位传感器7,用于感知所述机械 手臂6是否收缩到既定的位置，即将球紧紧抓住。
[0020] 所述第一支柱2左侧设有左支架8,所述左支架8底部安装有白球收集框9,用于 放置由所述机械手臂6扔下来的白球。相应的，所述第二支柱3右侧设有右支架10,同样， 所述右支架10底部相应的安装有黑球收集框11。所述右支架10顶部安装有旋转到位传感 器12,用于检测所述机械手臂是否在处理黑球的过程中旋转到既定的位置处，以实现区别 对待白球与黑球，实现分拣动作。
[0021] 所述底座1上还设有用于处理数据的中央控制装置，所述中央控制装置可将接收 到的信号进行处理，然后控制相应的电机运转从而实现连贯的模拟动作，所述第一支柱2 顶部还安装有恢复到位传感器13,用于确定所述机械手臂6是否回归到最初的位置处，为 下一次工作流程做准备。
[0022] 所述恢复到位传感器13、收缩到位传感器7、判色传感器4和旋转到位传感器12 的输出端与所述中央控制装置的输入端连接，所述旋转电机5和伸缩电机14的输入端与所 述中央控制装置的输出端连接。按下工作流程开始键之后，所述机械手臂6复位等待，将 球放在所述第二支柱3顶端的凹槽上。凹槽内部的所述判色传感器4对球的颜色进行判 断，并将判断结果发送至所述中央控制装置，当所述中央控制装置对数据进行处理后，调用 相应的动作过程，利用所述旋转电机5的正转和反转实现将白球和黑球运输到不同的位置 处，通过所述伸缩电机14的正转和反转实现对球的抓取和扔下。
[0023] 当为白球时，所述中央控制装置控制所述伸缩电机14反转，此时电机带动所述机 械手臂伸开实现对球的抓取，当收缩到位传感器7感知到所述机械手臂到达既定的位置处 后通知所述中央控制装置，此时所述伸缩电机14停转，之后所述旋转电机5正转，延时1. 5 秒后，所述旋转电机5停转，所述伸缩电机14开始正转，将球扔下，延时1. 7秒后，所述伸缩 电机14停转，之后所述旋转电机5反转。当所述恢复到位传感器13感知到所述机械手臂 6恢复到最初的位置，中央控制装置处理之后，控制所述旋转电机5停转。
[0024] 当为黑球时，同样的，所述中央控制装置控制所述伸缩电机14反转，此时电机带 动所述机械手臂伸开实现对球的抓取，当收缩到位传感器7感知到所述机械手臂到达既定 的位置处后通知所述中央控制装置，此时所述伸缩电机14停转。之后当所述旋转到位传感 器12感知到所述机械手臂6旋转到指定位置，发送信号至中央控制装置，所述中央控制装 置控制所述旋转电机5停转，此时所述伸缩电机14开始正转，将球扔下，延时1. 7秒后，所 述伸缩电机14停转，之后所述旋转电机5正转。当所述恢复到位传感器13感知到所述机 械手臂6恢复到最初的位置，中央控制装置处理之后，控制所述旋转电机5停转。
[0025] 在一些可选的实施例中，所述收缩到位传感器7和旋转到位传感器12为接
[0026] 触传感器。
[0027] 在一些可选的实施例中，所述恢复到位传感器13和判色传感器4为单光反
[0028] 射传感器。
[0029] 在一些可选的实施例中，所述机械手臂6包括转盘15和悬臂16,所述转盘
[0030] 通过所述旋转电机5与所述第一支柱2旋转连接，所述转盘15 -侧开设有一滑 轨。所述悬臂16为中心铰接的两根塑料棒，所述塑料棒一端设有抓手，另一端轴连接于滑 块，所述滑块位于所述转盘15 -侧的滑轨里，可延所述滑轨运动。
[0031] 在一些可选的实施例中，所述两根塑料棒的交接位置处安装有一推板，所述推板 与所述伸缩电机14连接，当伸缩电机14反转时，所述推板推动所述悬臂伸长，相应的所述 把手之间的相对距离减小，从而实现对球的抓取。相反的，当当伸缩电机14正转时，所述推 板拖回所述悬臂，相应的所述把手之间的相对距离增大。
[0032] 上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述 实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变，修饰，替代， 组合，简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种教学用半自动机械手模型，包括底座（1 )，与所述底座（1)为一体结构的第一支 柱（2)，位于所述第一支柱（2)前方的第二支柱（3)，其特征在于，还包括位于所述第一支柱 (2)顶部的机械手臂（6)，所述机械手臂（6)与所述第一支柱（2)通过旋转电机（5)旋转连 接，所述机械手臂（6 ) -端安装有用于驱动所述机械手臂（6 )收缩抓球的伸缩电机（14 ); 所述第二支柱（3)顶端设有一凹槽，所述凹槽内放置有判色传感器（4)， 所述凹槽面向机械手臂（6)方向的外表面安装有收缩到位传感器（7); 所述第一支柱（2)左侧设有左支架（8)，所述左支架（8)底部安装有白球收集框（9)， 所述第二支柱（3)右侧设有右支架（10)，所述右支架（10)底部相应的安装有黑球收集框 (11) ，所述右支架（10)顶部安装有旋转到位传感器（12); 所述底座（1)上还设有用于处理数据的中央控制装置，所述第一支柱（2)顶部还安装 有恢复到位传感器（13); 所述恢复到位传感器（13)、收缩到位传感器（7)、判色传感器（4)和旋转到位传感器 (12) 的输出端与所述中央控制装置的输入端连接，所述旋转电机（5)和伸缩电机（14)的输 入端与所述中央控制装置的输出端连接。
2. 根据权利要求1所述的一种教学用半自动机械手模型，其特征在于，所述收缩到位 传感器（7)和旋转到位传感器（12)为接触传感器。
3. 根据权利要求1所述的一种教学用半自动机械手模型，其特征在于，所述恢复到位 传感器（13)和判色传感器（4)为单光反射传感器。
4. 根据权利要求1所述的一种教学用半自动机械手模型，其特征在于，所述机械手臂 (6)包括：与所述旋转电机（5)电气连接的转盘（15)和悬臂（16)，所述悬臂（16)为中心铰 接的两根塑料棒，所述塑料棒一端设有抓手，另一端轴连接于滑块，所述滑块位于所述转盘 (15) -侧的滑轨里。
5. 根据权利要求4所述的一种教学用半自动机械手模型，其特征在于，所述两根塑料 棒的交接位置处安装有一推板，所述推板与所述伸缩电机（14)连接。
【文档编号】B25J11/00GK203895036SQ201420199618
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】仲华军 申请人:江苏省诚信教学设备有限公司