[发明专利]便携式机器人虚拟实操设备

说明书

本发明涉及本发明涉及一种便携式机器人虚拟实操设备，属于机器人教学设备领域，主要组成：便携箱、示教器、虚拟实操控制盒和机器人虚拟仿真软件。便携箱承装示教器及虚拟实操控制盒，便于携带和运输；机器人虚拟仿真软件构建机器人应用虚拟场景，虚拟机器人代替实际机器人本体，再现实际机器人的运动；用户使用示教器进行机器人操作与编程，虚拟实操控制盒接收示教器输出的数据，其虚拟控制系统进行数据解析，调用仿真软件API中的指令，控制虚拟机器人的运动，实现虚拟机器人与虚拟场景中对象的交互。本发明开发了一种轻量便携、经济实用且教学场景多样化的机器人教学设备，采用虚实结合的方式，极大地降低了机器人教学成本，并有效地避免了由误操作导致的设备损坏或人员伤亡。

技术领域

本发明涉及一种轻量便携、经济实用且教学场景多样化的机器人教学设备，具体是便携式机器人虚拟实操设备。

背景技术

随着中国经济飞速发展、工业4.0以及智能制造概念的普及，工业机器人在国内得到飞速发展，工业机器人相关人才的需求非常迫切。所以，国内高职院校开始投入大量的人力和物力建设工业机器人相关专业和购买机器人实训设备，来培养工业机器人相关人才。

目前，国内高职院校主要通过机器人实训设备进行机器人教学，但是机器人实训设备普遍比较昂贵，所以，学校无法购买充足的机器人实训设备以供学生练习与掌握机器人操作与编程；并且为避免误操作引起设备损坏及人员伤亡，老师在机器人教学时通常要求学生按照指定的步骤在规定范围内做一些简单的操作与编程练习，大大降低了学生的积极性和学习效果。

发明内容

本发明提供一种轻量化、便携式、经济型的机器人教学设备，其目的是解决机器人实训设备价格昂贵、空间占用大、不便移动的问题，弥补机器人教学领域教学设备资源缺乏的现状。

一种便携式机器人虚拟实操设备，所述便携式机器人虚拟实操平台，主要组成：便携箱、示教器、虚拟实操控制盒和机器人虚拟仿真软件。便携箱承装示教器及虚拟实操控制盒，便于拆装，便于携带；机器人虚拟仿真软件构建机器人应用虚拟场景，虚拟机器人代替实际机器人本体，再现实际机器人的运动；用户使用示教器进行机器人操作与编程，虚拟实操控制盒接收示教器输出的数据，虚拟控制系统进行数据解析，调用仿真软件API中的指令，控制虚拟机器人的运动，实现虚拟机器人与虚拟场景中对象的交互。

在其中一个优选实施方式中，所述便携式机器人虚拟实操设备采用轻量化、便携式的设计思想，便携箱承装示教器、虚拟实操控制盒和相应的线缆，且便携箱为带拉杆的防尘、防水、防撞的安全箱，便于携带和运输；同时，便携式机器人虚拟实操设备采用硬件和软件分离的方式，便携箱承装设备硬件，而机器人虚拟仿真软件直接安装在用户电脑上，只需用户电脑和虚拟实操控制盒连接通讯，用户便可使用机器人虚拟实操设备。

在其中一个优选实施方式中，示教器和虚拟实操控制盒之间采用TCP/IP协议进行数据通讯。用户使用示教器进行机器人操作与编程时，示教器将向虚拟实操控制盒输出相应的数据，主要包括机器人的当前位置和信号状态；虚拟实操控制盒的虚拟控制系统进行数据解析，进而虚拟控制系统调用仿真软件API中的指令，控制虚拟机器人的运动，并实现虚拟机器人与虚拟场景中对象的交互。

在其中一个优选实施方式中，机器人虚拟仿真软件支持国内外主流机器人品牌的机器人仿真；支持导入不同格式的三维数模构建机器人应用虚拟场景；开放API功能，支持机器人虚拟仿真软件和外部设备的通讯和交互。

在其中一个优选实施方式中，采用虚实结合的方式，即真实示教器结合虚拟机器人，虚拟机器人代替实际机器人本体，再现实际机器人的运动，且虚拟机器人可以和虚拟场景中对象进行交互；用户使用实际示教器进行机器人操作与编程，控制虚拟场景中虚拟机器人的运动，更换不同的机器人应用虚拟场景，可以实现不同机器人应用的教学和实训的目的。