一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)，包括多軸運(yùn)動(dòng)控制卡、二次開發(fā)軟件、虛擬機(jī)器人、信號(hào)處理板、教程資料。多軸運(yùn)動(dòng)控制卡具備多種底層數(shù)控功能，并提供二次開發(fā)函數(shù)庫；二次開發(fā)軟件包括運(yùn)動(dòng)控制模塊和管理模塊；虛擬機(jī)器人是一個(gè)軟件，提供可視化數(shù)字三維機(jī)器人，以模擬實(shí)際機(jī)器人；信號(hào)處理板負(fù)責(zé)將運(yùn)動(dòng)控制卡對(duì)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的命令信號(hào)轉(zhuǎn)換為虛擬機(jī)器人的輸入信號(hào)，同時(shí)將虛擬機(jī)器人的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)控制卡可識(shí)別的反饋信號(hào)。本發(fā)明劈開紛繁的機(jī)器人表現(xiàn)形式，專注機(jī)器人開發(fā)本質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)機(jī)器人技術(shù)中的多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行全面教育教學(xué)，同時(shí)融入工業(yè)4.0 和智能制造理念，設(shè)置平臺(tái)管理模塊，避免“孤島”問題。
【專利說明】
一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)教育領(lǐng)域，尤其涉及一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步，機(jī)器人技術(shù)在人類生活和工業(yè)生產(chǎn)制造中發(fā)揮著越來越重要的作用。利用機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜、惡劣、危險(xiǎn)環(huán)境下作業(yè)，也可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)器人技術(shù)是工業(yè)4.0和智能制造的基礎(chǔ)，我國要加快推進(jìn)工業(yè)現(xiàn)代化，人才培養(yǎng)是關(guān)鍵。目前，國內(nèi)教育機(jī)器人產(chǎn)品已出現(xiàn)了市場瓶頸，常用的教育機(jī)器人功能較為簡單，外形多變但欠缺深度和廣度，未對(duì)具有普遍意義的通用技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)和針對(duì)教學(xué)，因此其開發(fā)潛力及附加價(jià)值較低，學(xué)生對(duì)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)掌握不夠全面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)，針對(duì)性地對(duì)多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行深入、全面教學(xué)，同時(shí)引入工業(yè)4.0思想和智能制造理念，通過平臺(tái)面向智能制造相關(guān)功能剖析，進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。
[0004]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)，其特征在于:包括多軸運(yùn)動(dòng)控制卡、二次開發(fā)軟件、虛擬機(jī)器人、信號(hào)處理板、教程資料。
[0006]所述多軸運(yùn)動(dòng)控制卡為市場常見產(chǎn)品，通常具備多種底層數(shù)控功能，并提供二次開發(fā)函數(shù)庫。
[0007]所述二次開發(fā)軟件包括運(yùn)動(dòng)控制模塊和管理模塊。運(yùn)動(dòng)控制模塊負(fù)責(zé)調(diào)用所述多軸運(yùn)動(dòng)控制卡提供的函數(shù)，完成各種運(yùn)動(dòng)控制功能。管理模塊負(fù)責(zé)整個(gè)平臺(tái)狀態(tài)監(jiān)測、告警、控制命令接收與執(zhí)行等，可與外界進(jìn)行智能信息交互。
[0008]所述虛擬機(jī)器人是一個(gè)軟件，提供可視化數(shù)字三維機(jī)器人，以模擬實(shí)際機(jī)器人，實(shí)時(shí)輸入各軸位置信息可以驅(qū)動(dòng)虛擬機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，虛擬機(jī)器人實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置和狀態(tài)可以實(shí)時(shí)輸出。
[0009]所述信號(hào)處理板負(fù)責(zé)將運(yùn)動(dòng)控制卡對(duì)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的命令信號(hào)轉(zhuǎn)換為虛擬機(jī)器人的輸入信號(hào)，同時(shí)將虛擬機(jī)器人的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)控制卡可識(shí)別的反饋信號(hào)。
[0010]所述教程資料根據(jù)教學(xué)對(duì)象的不同分成若干分冊(cè)。
[0011]所述平臺(tái)軟硬件系統(tǒng)及教程資料可根據(jù)技術(shù)的進(jìn)步、用戶的反饋適時(shí)升級(jí)、擴(kuò)展。
[0012]本發(fā)明對(duì)具有普遍意義的通用機(jī)器人技術(shù)一一多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)一一進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)和針對(duì)教學(xué)，同時(shí)融入工業(yè)4.0概念，通過平臺(tái)面向智能制造的功能模塊，進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生更加全面深入掌握多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，認(rèn)識(shí)智能制造。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的硬件模塊框圖；[OOM]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例實(shí)物結(jié)構(gòu)布局不意圖。
[0015]其中:二次開發(fā)軟件I，多軸運(yùn)動(dòng)控制卡2，信號(hào)處理板3，虛擬機(jī)器人4，顯示器5，電腦主機(jī)6，網(wǎng)卡7，開關(guān)電源8。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0017]如圖1所示，一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)硬件模塊框圖，通過運(yùn)行于PC的二次開發(fā)軟件I，對(duì)多軸運(yùn)動(dòng)控制卡2發(fā)送各種命令，命令執(zhí)行后，多軸運(yùn)動(dòng)控制卡輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理板3處理后轉(zhuǎn)化為機(jī)器人位置信號(hào)，該位置信號(hào)驅(qū)動(dòng)虛擬機(jī)器人4運(yùn)動(dòng)。虛擬機(jī)器人4當(dāng)前位置和狀態(tài)實(shí)時(shí)下發(fā)給信號(hào)處理板3，經(jīng)轉(zhuǎn)化后變?yōu)槎噍S運(yùn)動(dòng)控制卡2能識(shí)別的機(jī)器人本體反饋信號(hào)。
[0018]如圖2所示，一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)實(shí)物結(jié)構(gòu)布局示意圖，其中，多軸運(yùn)動(dòng)控制卡2選用以太網(wǎng)型6軸運(yùn)動(dòng)控制卡產(chǎn)品，信號(hào)處理板3為自行開發(fā)的FPGA板，電腦主機(jī)6具備兩個(gè)PCIe插槽，各插入一張網(wǎng)卡，多軸運(yùn)動(dòng)控制卡2和信號(hào)處理板3均通過網(wǎng)線連接至嵌入電腦主機(jī)I的網(wǎng)卡。
[0019]信號(hào)處理板3采用自主開發(fā)的FPGA板，可以靈活地配置輸入輸出信號(hào)的邏輯關(guān)系，被控機(jī)器人采用虛擬機(jī)器人不僅大大降低成本，且可更容易、更方便地獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，分析機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)各種特性，同時(shí)，便于更換不同結(jié)構(gòu)形式、不同自由度的機(jī)器人進(jìn)行教學(xué)。
[0020]教程資料按照職業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)、本科生培養(yǎng)、研究生培養(yǎng)、博士生培養(yǎng)、科研一線人才培養(yǎng)設(shè)置分冊(cè)，分冊(cè)根據(jù)目標(biāo)人群特點(diǎn)，設(shè)置不同的教育起點(diǎn)、側(cè)重點(diǎn)、深度、廣度；平臺(tái)軟硬件配置隨目標(biāo)人群有所變化，并與相應(yīng)教程資料分冊(cè)保持一致。
[0021]平臺(tái)的硬件組成及工作原理，實(shí)驗(yàn)方法，軟件系統(tǒng)源碼，開發(fā)環(huán)境等，針對(duì)目標(biāo)人群進(jìn)行不同程度的開放，例如在教學(xué)要求較低時(shí)，技術(shù)深入的源代碼不開放修改。
[0022]平臺(tái)軟硬件系統(tǒng)及教程資料可根據(jù)技術(shù)的進(jìn)步、用戶的反饋適時(shí)升級(jí)、擴(kuò)展，通過本發(fā)明所述一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)，可以對(duì)具有普遍意義的通用機(jī)器人技術(shù)一一多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)一一進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)和針對(duì)教學(xué)，同時(shí)融入工業(yè)4.0概念，通過平臺(tái)面向智能制造的功能模塊，進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生更加全面深入掌握多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，認(rèn)識(shí)智能制造。
[0023]以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實(shí)施方式】，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)，其特征在于:包括多軸運(yùn)動(dòng)控制卡、二次開發(fā)軟件、虛擬機(jī)器人、信號(hào)處理板、教程資料。2.如權(quán)利要求1所述的一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)，其特征在于:所述多軸運(yùn)動(dòng)控制卡為市場常見產(chǎn)品，通常具備多種底層數(shù)控功能，并提供二次開發(fā)函數(shù)庫。3.如權(quán)利要求1所述的一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)，其特征在于:所述二次開發(fā)軟件包括運(yùn)動(dòng)控制模塊和管理模塊。 所述運(yùn)動(dòng)控制模塊負(fù)責(zé)調(diào)用所述多軸運(yùn)動(dòng)控制卡提供的函數(shù)，完成各種運(yùn)動(dòng)控制功會(huì)K。 所述管理模塊負(fù)責(zé)整個(gè)平臺(tái)狀態(tài)監(jiān)測、告警、控制命令接收與執(zhí)行等，可與外界進(jìn)行智能信息交互。4.如權(quán)利要求1所述的一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)，其特征在于:所述虛擬機(jī)器人是一個(gè)軟件，提供可視化數(shù)字三維機(jī)器人，以模擬實(shí)際機(jī)器人，實(shí)時(shí)輸入各軸位置信息可以驅(qū)動(dòng)虛擬機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，虛擬機(jī)器人實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置和狀態(tài)可以實(shí)時(shí)輸出。5.如權(quán)利要求1所述的一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)，其特征在于:所述信號(hào)處理板負(fù)責(zé)將運(yùn)動(dòng)控制卡對(duì)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的命令信號(hào)轉(zhuǎn)換為虛擬機(jī)器人的輸入信號(hào)，同時(shí)將虛擬機(jī)器人的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)控制卡可識(shí)別的反饋信號(hào)。6.如權(quán)利要求1所述的一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)，其特征在于:所述教程資料根據(jù)教學(xué)對(duì)象的不同分成若干分冊(cè)。7.如權(quán)利要求1至6中所述的一種多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)教育平臺(tái)，其特征在于:所述平臺(tái)軟硬件系統(tǒng)及教程資料可根據(jù)技術(shù)的進(jìn)步、用戶的反饋適時(shí)升級(jí)、擴(kuò)展。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK105913751SQ201610179032
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】馬道平
【申請(qǐng)人】佛山市新恒萃材料科技有限公司