專利名稱：一種琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械手產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是涉及一種琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
機(jī)械手是一種模擬人手操作的自動機(jī)械，它可按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操持工具完成某些特定操作，代替人從事單調(diào)、重復(fù)或繁重的體力勞動，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化，還能代替人在有害環(huán)境下工作，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。在自動化教學(xué)中，機(jī)械手是必不可少的教學(xué)內(nèi)容之一?，F(xiàn)在的教學(xué)設(shè)備一般只簡單展示機(jī)械手的運(yùn)動，簡單枯燥，難以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不利于提高教學(xué)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，具有自動下象棋、自動彈琴、自動寫字畫畫等功能演示，將自動化知識生動形象的展示出來，提高教學(xué)效率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，包括主控制設(shè)備和若干分控制設(shè)備，所述主控制設(shè)備與每一個分控制設(shè)備遠(yuǎn)程連接且依據(jù)分控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)控制分控制設(shè)備，所述分控制設(shè)備包括分控制器和觸摸屏，所述分控制器連接在主控制設(shè)備與觸摸屏之間，以將分控制器接收的所有信號和分控制器輸出的所有控制信號傳送至主控制設(shè)備，所述觸摸屏的輸入信號傳送至分控制器；多軸控制器、電機(jī)驅(qū)動模塊和執(zhí)行單元，所述電機(jī)驅(qū)動模塊的輸出端與執(zhí)行單元連接，電機(jī)驅(qū)動模塊的輸入端與多軸控制器的輸出端連接，多軸控制器的輸入端與分控制器電性連接以接收來自分控制器的控制信號并依據(jù)該控制信號控制電機(jī)驅(qū)動模塊驅(qū)動執(zhí)行單元工作；傳感器模塊，檢測執(zhí)行單元位置，并與分控制器電性連接以將檢測信號傳送至分控制器。在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述主控制設(shè)備為計(jì)算機(jī)，所述分控制器為可編程邏輯控制器。在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述執(zhí)行單元包括機(jī)械手，所述機(jī)械手有三個平動
自由度。在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述電機(jī)驅(qū)動模塊包括三組驅(qū)動組件，每一組驅(qū)動組件控制所述機(jī)械手的一個自由度。在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述每一組驅(qū)動組件包括一個伺服驅(qū)動器和一個電動機(jī)，所述伺服驅(qū)動器的輸出端與電動機(jī)連接，伺服驅(qū)動器的輸入端與多軸控制器連接。在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)包括手動模式和自動模式，所述觸摸屏包括手動模式界面和自動模式界面。在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述手動模式界面包括自動循環(huán)彈琴按鈕、自動循環(huán)下棋按鈕和自動循環(huán)書畫按鈕。
在本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，所述自動模式包括自動彈琴、自動下棋和自動書畫，且自動彈琴、自動下棋和自動書畫依次自動循環(huán)運(yùn)行。本發(fā)明的有益效果是能夠通過觸摸屏往分控制器中輸入控制指令，使分控制器輸出信號控制執(zhí)行單元執(zhí)行自動下象棋、自動彈琴或自動寫字畫畫，將自動化知識生動形象的展示出來，提高教學(xué)效率。


圖1是本發(fā)明琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框 圖2是本發(fā)明琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)的工作流程圖。附圖中各部件的標(biāo)記如下1、主控制設(shè)備；2、分控制設(shè)備；3、分控制器；4、觸摸屏；5、多軸控制器；6、電機(jī)驅(qū)動模塊；601、伺服驅(qū)動器；602、電動機(jī)；7、執(zhí)行單元；8、傳感器模塊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。請參閱圖1和圖2，本發(fā)明實(shí)施例包括
一種琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，包括主控制設(shè)備I和若干分控制設(shè)備2，所述主控制設(shè)備I與每一個分控制設(shè)備2遠(yuǎn)程連接且依據(jù)分控制設(shè)備2的運(yùn)行狀態(tài)控制分控制設(shè)備2，所述分控制設(shè)備2包括分控制器3和觸摸屏4，所述分控制器3連接在主控制設(shè)備I與觸摸屏4之間，以將分控制器3接收的所有信號和分控制器3輸出的所有控制信號傳送至主控制設(shè)備1，所述觸摸屏4的輸入信號傳送至分控制器3 ;多軸控制器5、電機(jī)驅(qū)動模塊6和執(zhí)行單元7，所述電機(jī)驅(qū)動模塊6的輸出端與執(zhí)行單元7連接，電機(jī)驅(qū)動模塊6的輸入端與多軸控制器5的輸出端連接，多軸控制器5的輸入端與分控制器3電性連接以接收來自分控制器3的控制信號并依據(jù)該控制信號控制電機(jī)驅(qū)動模塊6驅(qū)動執(zhí)行單元7工作；傳感器模塊8，檢測執(zhí)行單元7位置，并與分控制器3電性連接以將檢測信號傳送至分控制器3。在本發(fā)明中，所述主控制設(shè)備I為計(jì)算機(jī)，所述分控制器3為可編程邏輯控制器。計(jì)算機(jī)能夠?qū)崟r監(jiān)控分控制設(shè)備2，并具有對整個琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、故障記錄、模式選擇和控制緊急停止運(yùn)動等功能。所述可編程邏輯控制器的抗干擾性較好，提高了整個系統(tǒng)的操控性能。其中，所述執(zhí)行單元7包括機(jī)械手，所述機(jī)械手有三個平動自由度，所述電機(jī)驅(qū)動模塊6包括三組驅(qū)動組件，每一組驅(qū)動組件控制所述機(jī)械手的一個自由度，使機(jī)械手能在橫向、縱向和豎直方向運(yùn)動。每一組驅(qū)動組件包括一個伺服驅(qū)動器601和一個電動機(jī)602,所述伺服驅(qū)動器601的輸出端與電動機(jī)602連接，伺服驅(qū)動器601的輸入端與多軸控制器5連接。所述琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)包括手動模式和自動模式，所述觸摸屏4包括手動模式界面和自動模式界面，所述手動模式界面包括自動循環(huán)彈琴按鈕、自動循環(huán)下棋按鈕和自動循環(huán)書畫按鈕，所述自動模式包括自動彈琴、自動下棋和自動書畫，且自動彈琴、自動下棋和自動書畫依次自動循環(huán)運(yùn)行。
使用時，人們可以通過觸摸屏4或主控制設(shè)備I選擇運(yùn)行手動模式或自動模式。當(dāng)選擇手動模式時，觸摸屏4或計(jì)算機(jī)屏幕上會出現(xiàn)自動循環(huán)彈琴按鈕、自動循環(huán)下棋按鈕和自動循環(huán)書畫按鈕，按下對應(yīng)的按鈕，機(jī)械手就會運(yùn)動執(zhí)行對應(yīng)的命令，當(dāng)琴譜彈完、棋下完或書畫完成后，所述琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)自動復(fù)位，然后再循環(huán)執(zhí)行機(jī)械手剛剛執(zhí)行的命令。當(dāng)選擇自動模式時，機(jī)械手會自動依次彈琴、下棋和書畫，當(dāng)書畫完成后，所述琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)自動復(fù)位，然后機(jī)械手循環(huán)依次彈琴、下棋和書畫，彈琴、下棋和書畫的順序可以依據(jù)需要在主控制設(shè)備I中修改。另外，所述琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)還設(shè)有一個緊急停運(yùn)模塊，緊急停運(yùn)模塊上設(shè)有一個急停按鈕，當(dāng)機(jī)械手運(yùn)動發(fā)生故障時，人們可以按下急停按鈕使機(jī)械手停止運(yùn)動，同時主控制設(shè)備I記錄機(jī)械手發(fā)生故障的時間和次數(shù)并儲存。本發(fā)明能夠通過觸摸屏4往分控制器3中輸入控制指令，使分控制器3輸出信號控制執(zhí)行單元7執(zhí)行自動下象棋、自動彈琴或自動寫字畫畫，將自動化知識生動形象的展示出來，提高教學(xué)效率。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，包括主控制設(shè)備(I)和若干分控制設(shè)備(2)，所述主控制設(shè)備與每一個分控制設(shè)備遠(yuǎn)程連接且依據(jù)分控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)控制分控制設(shè)備，其特征在于，所述分控制設(shè)備包括 分控制器(3)和觸摸屏(4)，所述分控制器連接在主控制設(shè)備與觸摸屏之間，以將分控制器接收的所有信號和分控制器輸出的所有控制信號傳送至主控制設(shè)備，所述觸摸屏的輸入信號傳送至分控制器； 多軸控制器(5)、電機(jī)驅(qū)動模塊(6)和執(zhí)行單元(7)，所述電機(jī)驅(qū)動模塊的輸出端與執(zhí)行單元連接，電機(jī)驅(qū)動模塊的輸入端與多軸控制器的輸出端連接，多軸控制器的輸入端與分控制器電性連接以接收來自分控制器的控制信號并依據(jù)該控制信號控制電機(jī)驅(qū)動模塊驅(qū)動執(zhí)行單元工作； 傳感器模塊(8)，檢測執(zhí)行單元位置，并與分控制器電性連接以將檢測信號傳送至分控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制設(shè)備為計(jì)算機(jī)，所述分控制器為可編程邏輯控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行單元包括機(jī)械手，所述機(jī)械手有三個平動自由度。
4.如權(quán)利要求3所述的琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動模塊包括三組驅(qū)動組件，每一組驅(qū)動組件控制所述機(jī)械手的一個自由度。
5.如權(quán)利要求4所述的琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述每一組驅(qū)動組件包括一個伺服驅(qū)動器(601)和一個電動機(jī)(602)，所述伺服驅(qū)動器的輸出端與電動機(jī)連接，伺服驅(qū)動器的輸入端與多軸控制器連接。
6.如權(quán)利要求1所述的琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)包括手動模式和自動模式，所述觸摸屏包括手動模式界面和自動模式界面。
7.如權(quán)利要求6所述的琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述手動模式界面包括自動循環(huán)彈琴按鈕、自動循環(huán)下棋按鈕和自動循環(huán)書畫按鈕。
8.如權(quán)利要求6所述的琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述自動模式包括自動彈琴、自動下棋和自動書畫，且自動彈琴、自動下棋和自動書畫依次自動循環(huán)運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開一種琴棋書畫機(jī)械手教學(xué)設(shè)備系統(tǒng)，包括主控制設(shè)備和若干分控制設(shè)備，主控制設(shè)備與每一個分控制設(shè)備遠(yuǎn)程連接且依據(jù)分控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)控制分控制設(shè)備，分控制設(shè)備包括分控制器、觸摸屏、多軸控制器、電機(jī)驅(qū)動模塊、執(zhí)行單元和傳感器模塊。傳感器模塊與分控制器電性連接，分控制器連接在主控制設(shè)備與觸摸屏之間，以將分控制器接收的所有信號和輸出的所有控制信號傳送至主控制設(shè)備，觸摸屏的輸入信號傳送至分控制器。分控制器、多軸控制器、電機(jī)驅(qū)動模塊和執(zhí)行單元依次連接，多軸控制器接收來自分控制器的控制信號并依據(jù)該控制信號控制電機(jī)驅(qū)動模塊驅(qū)動執(zhí)行單元工作。本發(fā)明能將自動化知識生動形象的展示出來，提高教學(xué)效率。
文檔編號G09B5/06GK103000055SQ20121049357
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者鄧玲黎, 丁慎平, 湯朝迎, 劉駿 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院