一种基于Arduino控制平台的工业机器人教学器械组装操作台的制作方法

本实用新型属于机电教学器械的技术领域，尤其涉及一种基于Arduino控制平台的工业机器人教学器械组装操作台。

背景技术：

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

而在工业机器人教学方面，由于一般工科院校都开有机械制造与自动化方向，而对于工业机器人技术这种新兴专业，很多院校都属于初步探索阶段，以至于在理论教学方面，大部分院校仅仅将原有的机电一体化专业和自动化专业的理论课相综合，并增加一部分与工业机器人现场编程方面相关的理论教学。一般对于实训教学的方面的教学较为薄弱，因此也导致在教学过程中容易忽视潜在的危险，例如作为工业机器人的主要动作部分——机械手，在操作台上进行抓取组装等动作时，有时需要进行如果学生围观距离较近，则容易躲避不及突然转向伸展的机械手，使得机械手打到身上，造成人身伤害，而一般应对此类安全问题，是在工业机器人组装操作台周围画出警示线，但是青春期的学生性格容易叛逆，容易有意无意地忽视警示线，对于学生的人身安全仅靠老师注意，难以及时有效地保障，因此有必要设计一款具有阻隔警示作用的工业机器人教学器械组装操作台。

技术实现要素：

针对以上现有存在的问题，本实用新型提供一种基于Arduino控制平台的工业机器人教学器械组装操作台，利用基于Arduino控制平台的Arduino控制器，控制伺服电机的供电通断，使得伺服电机驱动内齿轮转动，利用内齿轮与内齿圈的啮合作用推动内齿轮绕着支撑立柱转动，内齿轮通过伺服电机的主轴带动安装座也绕着支撑立柱转动，而安装座靠近支撑立柱的端部通过套合圈与支撑立柱相连，安装座远离支撑立柱的端部固定设置有接合套座，接合套座远离支撑立柱的端面上嵌入有转动连杆，转动连杆远离支撑立柱的端部固定设置有标示竖杆，也就是转动连杆和标示竖杆随着安装座一起绕着支撑立柱转动，利用转动连杆和标示竖杆在操作台的底部划出一个安全区域，再加上教师的监督，能够有效提高工业机器人教学过程中的学生人身安全性。

本实用新型的技术方案在于：

本实用新型提供一种基于Arduino控制平台的工业机器人教学器械组装操作台，包括机械臂和操作台，所述操作台包括台板、支撑立柱和底板，圆形的所述台板的下端面固定设置有所述支撑立柱，所述支撑立柱竖直向下延伸且下端固定设置有所述底板，所述机械臂设置在所述台板的上端面中央，所述支撑立柱上嵌套有套合圈，所述套合圈的外壁上固定设置有安装座，所述安装座水平向远离所述支撑立柱的方向延伸，所述安装座上远离所述支撑立柱的端部中央固定设置有接合套座，所述接合套座上远离所述支撑立柱的端面中央嵌入有转动连杆，所述转动连杆沿着所述安装座的延伸方向继续向远离所述支撑立柱的方向延伸，所述转动连杆上远离所述支撑立柱的端部固定设置有竖直向上延伸的标示竖杆；

所述安装座的上端面设置有控制器和伺服电机，所述控制器和所述伺服电机电性连接，所述控制器控制所述伺服电机的供电通断；

所述伺服电机的主轴穿过所述安装座竖直向下延伸且下端设置有内齿轮，所述内齿轮远离所述支撑立柱的侧部啮合有内齿圈，所述内齿圈压靠在所述底板的上端面且与所述底板同心；

所述底板上在所述伺服电机的主轴下方设置有轴滑道，所述轴滑道呈中心与所述支撑立柱的中心线重合的圆形滑道结构，所述伺服电机的主轴下端伸出内齿轮并嵌入所述轴滑道内；

所述内齿圈外圆周侧壁上嵌套有圆周边沿，所述圆周边沿呈筒状且固定设置有所述底板的上端面上。

进一步地，所述内齿圈采用两个半圆齿圈相对拼靠的组合结构，所述半圆齿圈的两端外侧壁上分别固定设置有第二延块，两个所述第二延块关于所述内齿圈的中心对称且相向延伸穿过所述圆周边沿，两个所述半圆齿圈的同向端部的所述第二延块贴靠在一起形成一个接合端。

进一步地，所述圆周边沿上对应所述接合端的两侧分别固定设置有第一延块，贯穿所述接合端及其两侧的所述第一延块设置有螺栓，所述螺栓伸出所述第一延块的螺纹部设置有螺母。

进一步地，所述伺服电机朝向所述安装座的端部通过螺栓连接设置在所述安装座上。

进一步地，所述控制器采用Arduino控制器，且其电路板通过螺栓连接裸露设置在所述安装座上。

进一步地，所述套合圈采用两个半圆环构成的卡箍结构，且其中一个所述半圆环的外侧壁上固定设置有安装座。

进一步地，所述标示竖杆的中心线与所述支撑立柱的中心线之间的距离不小于所述机械臂向远离所述支撑立柱的中心线方向伸展的最大距离。

本实用新型由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具体的积极有益效果为：

1、本实用新型利用基于Arduino控制平台的Arduino控制器，控制伺服电机的供电通断，使得伺服电机驱动内齿轮转动，利用内齿轮与内齿圈的啮合作用推动内齿轮绕着支撑立柱转动，内齿轮通过伺服电机的主轴带动安装座也绕着支撑立柱转动，而安装座靠近支撑立柱的端部通过套合圈与支撑立柱相连，安装座远离支撑立柱的端部固定设置有接合套座，接合套座远离支撑立柱的端面上嵌入有转动连杆，转动连杆远离支撑立柱的端部固定设置有标示竖杆，也就是转动连杆和标示竖杆随着安装座一起绕着支撑立柱转动，利用转动连杆和标示竖杆在操作台的底部划出一个安全区域，再加上教师的监督，能够有效提高工业机器人教学过程中的学生人身安全性。

2、本实用新型中转动连杆可以从接合套座上拆卸下来，便于机械臂停机后，学生围拢在台板周围听老师对机械臂进行近距离讲解。

3、本实用新型结构安全可靠，具有良好的市场前景。

4、本实用新型产品性能好，使用寿命长。

5、本实用新型便于使用，方便快捷。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中去掉台板上端、控制器和伺服电机后的结构示意图；

图3是本实用新型中底板部分的结构示意图。

图中：1-机械臂，2-台板，3-控制器，4-伺服电机，5-标示竖杆，6-转动连杆，7-接合套座，8-内齿轮，9-底板，10-圆周边沿，101-第一延块，11-轴滑道，12-内齿圈，121-第二延块，13-套合圈，14-支撑立柱，15-安装座。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

此外,在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中央”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1，如附图1-附图3所示，本实用新型提供一种基于Arduino控制平台的工业机器人教学器械组装操作台，包括机械臂1和操作台，操作台包括台板2、支撑立柱14和底板9，圆形的台板2的下端面固定设置有支撑立柱14，支撑立柱14竖直向下延伸且下端固定设置有底板9，机械臂1设置在台板2的上端面中央，支撑立柱14上嵌套有套合圈13，套合圈13采用两个半圆环构成的卡箍结构，且其中一个半圆环的外侧壁上固定设置有安装座15，安装座15水平向远离支撑立柱14的方向延伸，安装座15上远离支撑立柱14的端部中央固定设置有接合套座7，接合套座7上远离支撑立柱14的端面中央嵌入有转动连杆6，转动连杆6沿着安装座15的延伸方向继续向远离支撑立柱14的方向延伸，转动连杆6上远离支撑立柱14的端部固定设置有竖直向上延伸的标示竖杆5；

安装座15的上端面设置有控制器3和伺服电机4，控制器3采用Arduino控制器3且加载有无线通信模块，控制器3的电路板通过螺栓连接裸露设置在安装座15上，便于学生观察控制器3的结构，控制器3和伺服电机4电性连接，控制器3控制伺服电机4的供电通断，伺服电机4朝向安装座15的端部通过螺栓连接设置在安装座15上；

伺服电机4的主轴穿过安装座15竖直向下延伸且下端通过键连接设置有内齿轮8，内齿轮8远离支撑立柱14的侧部啮合有内齿圈12，内齿圈12压靠在底板9的上端面且与底板9同心；

底板9上在伺服电机4的主轴下方设置有轴滑道11，轴滑道11呈中心与支撑立柱14的中心线重合的圆形滑道结构，伺服电机4的主轴下端伸出内齿轮8并嵌入轴滑道11内；

内齿圈12外圆周侧壁上嵌套有圆周边沿10，圆周边沿10呈筒状且固定设置有底板9的上端面上。

内齿圈12采用两个半圆齿圈相对拼靠的组合结构，半圆齿圈的两端外侧壁上分别固定设置有第二延块121，两个第二延块121关于内齿圈12的中心对称且相向延伸穿过圆周边沿10，两个半圆齿圈的同向端部的第二延块121贴靠在一起形成一个接合端。

圆周边沿10上对应接合端的两侧分别固定设置有第一延块101，贯穿接合端及其两侧的第一延块101设置有螺栓，螺栓伸出第一延块101的螺纹部设置有螺母，使得内齿圈12通过螺栓连接与圆周边沿10紧固在一起。

标示竖杆5的中心线与支撑立柱14的中心线之间的距离不小于机械臂1向远离支撑立柱14的中心线方向伸展的最大距离，利用转动的标示竖杆5划出一个绕着操作台的安全区域。

通过采用上述技术方案，利用基于Arduino控制平台的Arduino控制器3，控制伺服电机4的供电通断，使得伺服电机4驱动内齿轮8转动，利用内齿轮8与内齿圈12的啮合作用推动内齿轮8绕着支撑立柱14转动，内齿轮8通过伺服电机4的主轴带动安装座15也绕着支撑立柱14转动，而安装座15靠近支撑立柱14的端部通过套合圈13与支撑立柱14相连，安装座15远离支撑立柱14的端部固定设置有接合套座7，接合套座7远离支撑立柱14的端面上嵌入有转动连杆6，转动连杆6远离支撑立柱14的端部固定设置有标示竖杆5，也就是转动连杆6和标示竖杆5随着安装座15一起绕着支撑立柱14转动，利用转动连杆6和标示竖杆5在操作台的底部划出一个安全区域，再加上教师的监督，能够有效提高工业机器人教学过程中的学生人身安全性，而转动连杆6可以从接合套座7上拆卸下来，便于机械臂1停机后，学生围拢在台板2周围听老师对机械臂1进行近距离讲解。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。而在本实用新型各个零部件所采用的材质方面，如果带有“弹性”术语描述的零部件，可以采用的是弹簧钢材质，也可以采用的是橡胶材质；如果带有“刚性”术语描述的零部件，可以采用的是钢材质，也可以采用的是硬质工程塑料材质。对于本领域的普通技术人员而言，可以依据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。