[发明专利]一种工业伺服机器人实验平台

说明书

本发明公开了一种工业伺服机器人实验平台，包括上位机、状态感知系统、运动控制系统、电机驱动与控制系统、SCARA机器人和电源系统，所述状态感知系统用于检测物体的位置；所述运动控制系统接受上位机发送的指令，再结合状态感知系统发送的状态信息，输出电机的运动序列到电机驱动与控制系统；所述电机驱动与控制系统首先将运动控制系统送过来的电机运动序列通过矢量控制算法转换成六路开关元件的开关信号，然后将该PWM波送到驱动电路，经过驱动电路的功率元件进行放大驱动SCARA机器人中的电机工作；所述电源系统为整个实验平台提供工作电压。本发明各系统之间较独立，各环节可单独调试，便于学生上手，同时也可以培养学生多方面的能力。

技术领域

本发明涉及一种实验平台，尤其涉及一种工业伺服机器人实验平台。

背景技术

随着学科渗透和交叉的发展，迫切需要建立以跨学科、多交叉和综合性为特点的实验教学平台，整合具有学科关联性和实验教学互补性的实验室资源，通过专业之间硬件资源的共享，有助于发现和开发具有学科特长互补特性的实验教学内容，让有限的各专业实验教学资源发挥最大的规模效益。而且通过师资力量等教学软件的交流，有助于共同研究和探讨创新性、层次性和综合性实验教学内容及改进实验教学方式和效果。通过将各个学科有限的实验教学资源进行整合优化，探索和设计具有跨学科、层次化的综合性实验平台，最大限度共享和调度学科之间的软硬件实验资源，引导学生综合应用学科交叉知识和实验技能,并将科研实践的开展和管理方式移植到综合性实验项目的设计和实施上，达到激发学生的创新意识和合作精神，提高学生解决复杂工程问题的能力，促进创新型宽口径人才的培养和推进实验教学改革探索的目的。

工业伺服机器人实验平台完全符合上述特点，一方面其综合了电机控制、DSP编程、驱动电路设计、运动轨迹控制、通信协议设计、UI设计、图像识别处理、机械结构设计等多方面的知识与技能，能够锻炼学生的综合调试能力；另一方面工业伺服机器人的应用场合众多，学生基于实验平台可构造不同的应用场景，实现不同的功能，利于激发学生的探索热情以及创新意识。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种工业伺服机器人的实验平台。

本发明所采用的技术方案如下：一种工业伺服机器人实验平台，包括上位机、状态感知系统、运动控制系统、电机驱动与控制系统、SCARA机器人和电源系统，

所述状态感知系统用于检测物体的位置；

所述运动控制系统接受上位机发送的指令，再结合状态感知系统发送的状态信息，输出电机的运动序列到电机驱动与控制系统；

所述电机驱动与控制系统首先将运动控制系统送过来的电机运动序列通过矢量控制算法转换成六路开关元件的开关信号(PWM波)，然后将该PWM波送到驱动电路，经过驱动电路的功率元件进行放大驱动SCARA机器人中的电机工作；

所述电源系统为整个实验平台提供工作电压。

进一步的，所述上位机是整个平台的人机交互系统，采用“PC+LABVIEW”的方式实现，最终功能实现的指令与机器人状态均通过该系统实现。

进一步的，所述状态感知系统包括光学镜头、COMS摄像头、工控机，光学镜头安装在COMS摄像头上，COMS摄像头与工控机电连接，摄像头获取图像信息并送到工控机，工控机基于识别算法完成识别并将物件坐标送到运动控制系统。

进一步的，所述电源系统提供220V交流电、15V直流电、5V直流电和3.3V直流电。

进一步的，所述上位机与运动控制系统之间通过SCI接口进行通信。

SCARA机器人是具体功能的终端实现，在最后一个臂的末端根据应用场合的不同可加装吸盘、螺丝刀等功能部件。

本发明具有的有益效果是：