一种多功能教学平台
技术领域
本发明涉及教学工具技术领域，尤其涉及机器人应用教学工具技术人员，更具体的，涉及一种多功能教学平台。
背景技术
随着经济发展、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。随之而来的是对工业机器人技术人才的迫切需求。
工业机器人的学习实训课程是人才培养过程中的重要一环，在学习过程中应遵循以学生为中心、以培养学生实践能力为中心的原则，通常实训学习让学生掌握基本的工业机器人工作原理和操作原理相关知识，但是，学生通常无法到现场去操作工业机器人，而单纯的老师讲解下，学生往往无法直观的去感受，导致学生无法真正掌握知识点并无法学以致用。
在上述背景下，工业机器人的教学工具应运而生，通过教学工具使得学生能够更好的进行工业机器人的实训学习。但是，目前通用的工业机器人教学工具至少具有以下几点缺陷：
1、工业机器人教学工具的教学动作较为单一，在工业机器人发展迅速的情况下，往往教学工具落后于实践使用的机器人，而导致当学生完成学习后，进入工作中时，往往难以学以致用；
2、工业机器人的教学对象单一，往往只能对纯机器人操作进行学习，而无法将机器人与周边设备联动方式进行学习。
为了解决上述问题的一个或多个方面，迫切需要一种更加新式和先进的工业机器人教学工具，以便更好的完成教学工作。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多功能教学平台，具有更加齐全的功能性和学习灵活性，并力求覆盖更多的教学动作。
为了实现上述发明目的，本发明提供的具体技术方案如下：
一种多功能教学平台，包括：
机器人单元，用于执行教学动作；
人机交互单元，用于输入指令和展示教学动作信息反馈；
动力单元，用于为机器人单元提供动力；
功能模块单元，用于配合机器人单元执行教学动作；
工作平台，用于承载与安装机器人单元、人机交互单元、动力单元和功能模块单元。
优选的，所述功能模块单元具有多个独立功能组件，包括：码垛组件、轨迹绘制组件、装配组件、仓储组件、打磨组件、传送带组件、视觉分拣组件中的一个或多个。
优选的，所述工作平台上设置有若干安装位槽，所述安装位槽对应所述独立功能组件设置于工作平台的台面上。
优选的，所述动力单元包括气动组件和电气组件，所述工作平台设有工作柜，所述电气组件安装在所述工作平台的工作柜中；所述电气组件与所述机器人单元控制连接；所述气动组件安装在工作平台上，并与所述机器人单元动力连接。
优选的，所述人机交互单元包括按钮面板和操控屏，所述按钮面板、所述操控屏均与所述动力单元通信连接，所述操控屏和所述按钮面板通信连接并进行信息交互。
优选的，工作平台上设置有围栏，所述围栏环绕所述工作平台的台面设置。
优选的，还包括快换单元；所述快换单元用于更换所述机器人单元的部件。
优选的，还包括安全单元，所述安全单元用于对所述多功能教学平台进行紧急制动。
优选的，还包括控制系统，所述控制系统用于根据输入指令进行教学动作协调控制；
其中，所述控制系统与所述机器人单元、功能模块单元和人机交互单元均通信连接，所述控制系统根据所述输入指令控制所述机器人单元与所述功能模块单元动作以执行教学动作。
优选的，所述控制系统预设若干控制程序和调用关系表，所述控制程序与一项教学动作对应，所述调用关系表存放有控制程序、输入指令与教学动作的匹配信息；
所述控制系统根据所述输入指令，通过所述调用关系表调用该输入指令的所述教学动作和控制程序的匹配信息，通过人机交互单元展示及确认所述教学动作信息，并根据该控制程序控制所述机器人单元和功能模块单元执行教学动作。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明提供的多功能教学平台，通过设置功能模块单元，采用功能模块单元配合机器人单元执行教学动作的方式，使得整个教学功能开放度高、可操作性强，且外围设备丰富，能够将机器人与周边设备结合进行教学展示。最大程度的让学生了解工业中应用最为广泛的行业功能，最大程度还原了各个功能应用的真实程度，使学生在课堂操作应用上就如同在实际工作现场，能使学生工作后从容不迫的应对实际发生的各个状况。同时，整体教学平台采用各单元独立设计，以机器人单元为核心器件，并配合功能模块单元的设计方式，使得可以根据不同的学习任务和教学动作对功能模块单元进行选择，并提高了教学动作的丰富性和层次性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种多功能教学平台结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例公开的多功能教学平台，在于提供更加齐全的功能性和学习灵活性，并力求覆盖更多的教学动作。具体的，请参阅图1，本实施例公开了一种多功能教学平台，包括：
机器人单元1，用于执行教学动作；
人机交互单元，用于输入指令和展示教学动作信息反馈；
动力单元，用于为机器人单元提供动力；
功能模块单元，用于配合机器人单元执行教学动作；
工作平台5，用于承载与安装机器人单元1、人机交互单元、动力单元和功能模块单元。
优选的，功能模块单元具有多个独立功能组件，包括：码垛组件41、轨迹绘制组件42、装配组件43、仓储组件44、打磨组件45、传送带组件46、视觉分拣组件47中的一个或多个；
具体的，所述工作平台5上设置有若干安装位槽，所述安装位槽对应所述独立功能组件设置于工作平台5的台面上。
通过将功能模块单元进行独立功能组件的设计方式，从而一方面可以根据教学动作进行相应的功能组件的选择以及组合，另一方面，也可以优化整个功能组件在工作平台上的安装方式，进一步地，可以根据教学动作设计来确定功能组件的选择方式，从而确定工作平台上各功能组件的安装位置设计，并使得安装位置在布置上能够贴合教学动作的执行，从而获得更加合理的教学动作执行方式和执行效率。同时，有利于根据工业应用现状选择机器人进行打磨、码垛、装配、轨迹焊接、视觉检测等应用的一种或多种。
优选的，动力单元包括气动组件和电气组件，工作平台设有工作柜3，电气组件安装在工作平台5的工作柜3中；电气组件与机器人单元1控制连接；气动组件安装在工作平台上，并与机器人单元1动力连接。
将动力单元设计成气动组件和电气组件，有利于扩展独立功能组件设计，使得可以在出现升级时，工业机器人可以选择气动组件和电气组件的结合方式来提供多种模式的动力方式，进而能够与更加丰富的独立功能组件进行配合以执行更加丰富的教学动作。
优选的，人机交互单元包括按钮面板21和操控屏22，按钮面板21、操控屏22均与动力单元通信连接，操控屏22和按钮面板21通信连接并进行信息交互。
以按钮面板和操控屏结合进行人机交互单元设计，可以包含更丰富的交互信息，使得可以设定不同的交互形式，适应不同能力的学生，更为重要的是，可以更加开放的进行不同复杂度的教学动作的交互需要。
优选的，工作平台上设置有围栏，围栏环绕工作平台的台面设置。因此，可以更好的提供整体保护，避免工作平台的台面上各个部件单元的损坏。
优选的，还包括快换单元6；快换单元6用于更换机器人单元的部件。
当具备丰富的教学动作时，教学动作件切换时，往往需要对机器人单元的部分部件进行更换，而快换单元可以更加敏捷的实现这一目的。
优选的，还包括安全单元，安全单元用于对多功能教学平台进行紧急制动。
当教学动作较多的情况下，发生误操作的几率将变大，安全单元的存在使得可以进行紧急制动，防止整个多功能教学平台被破坏。
优选的，还包括控制系统，控制系统用于根据输入指令进行教学动作协调控制；
其中，控制系统与机器人单元、功能模块单元和人机交互单元均通信连接，控制系统根据输入指令控制机器人单元与功能模块单元动作以执行教学动作。
控制系统的存在为整体教学动作的顺畅进行提供了辅助功能，降低了学生进行操作的能力门槛。
具体的，控制系统预设若干控制程序和调用关系表，控制程序与一项教学动作对应，调用关系表存放有控制程序、输入指令与教学动作的匹配信息；
控制系统根据输入指令，通过调用关系表调用该输入指令的教学动作和控制程序的匹配信息，通过人机交互单元展示及确认教学动作信息，并根据该控制程序控制机器人单元和功能模块单元执行教学动作。
在涉及多功能的情况下，教学动作的丰富性带来了教学便捷性，同时也带来了信息量的增加，而为了操作更加的便捷，需要合适的方式来实现信息调用，采用上述方式，可以简化整个操作流程，需要指出的是，调用关系表中的信息可以设置为可修改的模式，一方面可以与时俱进，另一方面可以增加信息设置这一教学内容。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
