一种综合实训装置论文和设计-杨新峰

全文摘要

本实用新型公开一种综合实训装置，该综合实训装置包括：机台；物料输送机构，其包括传送组件和设置在传送组件末端的止动组件；上料机构，其包括设置在传送组件前端的推料组件和放料筒；导向限位机构，其包括设置在传送组件上的第一支架和设置在第一支架上的导向限位板；第一检测机构，其包括依次设置在第一支架上的金属传感器和颜色传感器；第二检测机构，其包括第一对射传感器和第二对射传感器，第一对射传感器用于检测到达颜色传感器的下方的物料，第二对射传感器用于检测到达止动组件处的物料；第一机械手，其用于自止动组件抓取物料并转移至物料仓内。本实用新型综合实训装置能够有效提高学员的综合实训能力。

主设计要求

1.一种综合实训装置，其特征在于，包括机台、设置在机台上的物料输送机构和沿物料输送方向设置的上料机构、导向限位机构、第一检测机构、第二检测机构、第一机械手和物料仓；其中：所述物料输送机构包括传送组件和设置在所述传送组件末端的止动组件；所述上料机构包括设置在所述传送组件前端的推料组件和用于容纳物料的放料筒；所述导向限位机构包括设置在所述传送组件上的第一支架和两相对设置在所述第一支架上的导向限位板；所述第一检测机构包括依次设置在所述第一支架上且位于两所述导向限位板之间的金属传感器和颜色传感器；所述第二检测机构包括相对设置在所述传送组件两侧的第一对射传感器和第二对射传感器，所述第一对射传感器用于检测到达所述颜色传感器的下方的物料，所述第二对射传感器用于检测到达所述止动组件处的物料；所述第一机械手设置在所述传送组件的周侧，其用于自所述止动组件处抓取物料并转移至所述物料仓内。

设计方案

1.一种综合实训装置，其特征在于，包括机台、设置在机台上的物料输送机构和沿物料输送方向设置的上料机构、导向限位机构、第一检测机构、第二检测机构、第一机械手和物料仓；其中：

所述物料输送机构包括传送组件和设置在所述传送组件末端的止动组件；

所述上料机构包括设置在所述传送组件前端的推料组件和用于容纳物料的放料筒；

所述导向限位机构包括设置在所述传送组件上的第一支架和两相对设置在所述第一支架上的导向限位板；

所述第一检测机构包括依次设置在所述第一支架上且位于两所述导向限位板之间的金属传感器和颜色传感器；

所述第二检测机构包括相对设置在所述传送组件两侧的第一对射传感器和第二对射传感器，所述第一对射传感器用于检测到达所述颜色传感器的下方的物料，所述第二对射传感器用于检测到达所述止动组件处的物料；

所述第一机械手设置在所述传送组件的周侧，其用于自所述止动组件处抓取物料并转移至所述物料仓内。

2.根据权利要求1所述的综合实训装置，其特征在于，所述传送组件包括设置在机台上的传送台、转动设置在所述传送台两端的皮带轮、连接两皮带轮的皮带和驱动电机，所述驱动电机的输出轴与两所述皮带轮中的一个连接；

所述止动组件包括横跨在所述传送台上的第二支架和设置在所述第二支架上的止动板，所述止动板上开设有用于夹持所述物料的开口。

3.根据权利要求1所述的综合实训装置，其特征在于，所述推料组件包括底座、设置在所述底座上的推料气缸、与所述推料气缸的活塞杆连接的推板和两相对设置的夹持板，在两所述相对设置的夹持板之间形成用于放置所述放料筒的空间；

所述推料组件还包括设置在两所述夹持板上的第三对射传感器，所述第三对射传感器用于检测夹持空间内放置的物料。

4.根据权利要求1所述的综合实训装置，其特征在于，所述第一支架横跨设置在所述传送组件的上方，两所述导向限位板在所述物料的输送方向上限定的物料通道朝向所述上料机构的物料入口沿所述输送方向逐渐减小。

5.根据权利要求1所述的综合实训装置，其特征在于，所述第一机械手包括X轴传动机构、Y轴传动机构、Z轴传动机构和吸附机构；所述X轴传动机构包括沿所述输送方向布置的第一线性模组，所述Z轴传动机构通过第一滑座固定在所述第一线性模组的滑块上；所述Z轴传动机构包括第二线性模组，所述Y轴传动机构通过第二滑座固定在所述第二线性模组的滑块上；所述Y轴传动机构包括第三线性模组，所述吸附机构通过第三滑座固定在所述第三线性模组的滑块上。

6.根据权利要求1所述的综合实训装置，其特征在于，还包括设置在所述第一检测机构和止动组件之间的CCD相机和位于所述CCD相机对侧的第二机械手、不良品盒；所述CCD相机用于所述物料的外观检测及视觉定位，所述第二机械手用于自所述传送组件上抓取物料并将其放置于所述不良品盒内；

所述第二检测机构还包括设置在传送组件两侧的第四对射传感器，所述第四对射传感器用于检测到达所述CCD相机下方的物料。

7.根据权利要求6所述的综合实训装置，其特征在于，还包括设置在所述物料输送机构和第一机械手之间的中转台，所述第二机械手还用于自所述止动组件处抓取物料并放置于所述中转台上，所述第一机械手自所述中转台抓取物料并放置于所述物料仓内。

8.根据权利要求1所述的综合实训装置，其特征在于，还包括设置在所述机台上、用于控制温度变化的温度控制模块。

9.根据权利要求1所述的综合实训装置，其特征在于，还包括设置在所述机台上、用于模拟交通灯信号变化的交通灯模块。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及实训教学领域，具体涉及一种综合实训装置。

背景技术

随着智能制造程度的不断提高，“以职业活动为导向”的新型实训教学越来越注重学生能否适应智能工厂的技能要求，因此，各大中专、中高职院校纷纷开设了工业自动化类课程，以培养符合工业4.0、《中国制造2025》规划中“智能工厂”、“智能生产”要求的高素质技能型人才，适应行业在智能制造方面的发展趋势。

然而，在工业自动化的教学过程中，理论性学习后，学员可能还是不能很好的理解设计原理或变通的使用现有结构。目前，通常会采用计算机仿真作为一种弥补的手段，但采用模型或计算机仿真的手段，学生无法学到真实生产系统所需的知识，进入社会后可能还需要重新进行基础性知识的培训和实习才能很好工作，会浪费大量的时间，增加了企业的人力成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种综合实训装置，以解决现有的仿真教学设备不利于促进工业自动化技术的普及应用的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种综合实训装置，该综合实训装置包括机台、设置在机台上的物料输送机构和沿物料输送方向设置的上料机构、导向限位机构、第一检测机构、第二检测机构、第一机械手和物料仓；其中：所述物料输送机构包括传送组件和设置在所述传送组件末端的止动组件；所述上料机构包括设置在所述传送组件前端的推料组件和用于容纳物料的放料筒；所述导向限位机构包括设置在所述传送组件上的第一支架和两相对设置在所述第一支架上的导向限位板；所述第一检测机构包括依次设置在所述第一支架上且位于两所述导向限位板之间的金属传感器和颜色传感器；所述第二检测机构包括相对设置在所述传送组件两侧的第一对射传感器和第二对射传感器，所述第一对射传感器用于检测到达所述颜色传感器的下方的物料，所述第二对射传感器用于检测到达所述止动组件处的物料；所述第一机械手设置在所述传送组件的周侧，其用于自所述止动组件抓取物料并转移至所述物料仓内。

优选地，所述传送组件包括设置在机台上的传送台、转动设置在所述传送台两端的皮带轮、连接两皮带轮的皮带和驱动电机，所述驱动电机的输出轴与两所述皮带轮中的一个连接；所述止动组件包括横跨在所述传送台上的第二支架和设置在所述第二支架上的止动板，所述止动板上开设有用于夹持所述物料的开口。

优选地，所述推料组件包括底座、设置在所述底座上的推料气缸、与所述推料气缸的活塞杆连接的推板和两相对设置的夹持板，在两所述相对设置的夹持板之间形成用于放置所述放料筒的空间；所述推料组件还包括设置在两所述夹持板上的第三对射传感器，所述第三对射传感器用于检测所述夹持空间内放置的物料。

优选地，所述第一支架横跨设置在所述传送组件的上方，两所述导向限位板在所述物料的输送方向上限定的物料通道朝向所述上料机构的物料入口沿所述输送方向逐渐减小。

优选地，所述第一机械手包括X轴传动机构、Y轴传动机构、Z轴传动机构和吸附机构；所述X轴传动机构包括沿所述输送方向布置的第一线性模组，所述Z轴传动机构通过第一滑座固定在所述第一线性模组的滑块上；所述Z轴传动机构包括第二线性模组，所述Y轴传动机构通过第二滑座固定在所述第二线性模组的滑块上；所述Y轴传动机构包括第三线性模组，所述吸附机构通过第三滑座固定在所述第三线性模组的滑块上。

优选地，所述综合实训装置还包括设置在所述第一检测机构和止动组件之间的CCD相机和位于所述CCD相机对侧的第二机械手、不良品盒；所述CCD相机用于所述物料的外观检测及视觉定位，所述第二机械手用于自所述传送组件上抓取物料并将其放置于所述不良品盒内；所述第二检测机构还包括设置在传送组件两侧的第四对射传感器，所述第四对射传感器用于检测到达所述CCD相机下方的物料。

优选地，所述综合实训装置还包括设置在所述物料输送机构和第一机械手之间的中转台，所述第二机械手还用于自所述止动组件处抓取物料并放置于所述中转台上，所述第一机械手自所述中转台抓取物料并放置于所述物料仓内。

优选地，所述综合实训装置还包括设置在所述机台上、用于控制温度变化的温度控制模块。

优选地，所述综合实训装置还包括设置在所述机台上、用于模拟交通灯信号变化的交通灯模块。

本实用新型技术方案的有益效果在于：为工业自动化教学提供一种机电一体化的综合实训装置，方便课堂教学，有助于学员对课程内容的深度理解和拓展。本实用新型所提出的综合实训装置，对不同种类和颜色的物料进行检测和分类，并将不同的物料分拣至物料仓的不同位置处。

附图说明

图1为本实用新型综合实训装置一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型综合实训装置的上视图；

图3为本实用新型综合实训装置中的物料输送机构、上料机构、导航限位机构、第一检测机构、第二检测机构和CCD相机的装配结构示意图；

图4为本实用新型综合实训装置中的物料输送机构的结构示意图；

图5为本实用新型综合实训装置中的上料机构的结构示意图；

图6为本实用新型综合实训装置中的导向限位机构的结构示意图；

图7为本实用新型综合实训装置中的导航限位机构和第一检测机构的装配结构示意图；

图8为本实用新型综合实训装置中的第一机械手的结构示意图；

图9为本实用新型综合实训装置中的第二机械手的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种综合实训装置，参见图1至3，该综合实训装置包括机台1、设置在机台1上的物料输送机构2和沿物料输送方向设置的上料机构3、导向限位机构4、第一检测机构5、第二检测机构6、第一机械手7和物料仓8。

其中，物料输送机构2包括传送组件21和设置在传送组件21末端的止动组件22，即：在物料放置于传送组件21后，由传送组件21带动物料沿传送方向移动，当物料移动至接近传送组件末端时，物料在止动组件22的作用下停止在预设位置处。上料机构3包括设置在传送组件21前端的推料组件31和用于容纳物料的放料筒32，放料筒32内预先填满有待检测的物料，在需要上料时，通过推料组件31将物料推出至传送组件21上。导向限位机构4包括设置在传送组件21上的第一支架41和两相对设置在第一支架41上的导向限位板42，两导向限位板42在物料的传送方向上形成物料的传送通道，即：早物料被推料组件31推出至传送组件21后，该物料将在传送组件21的带动下，沿两导向限位板42形成的通道依次经过金属传感器51和颜色传感器52，参见图7，以分别对物料的金属性和颜色进行检测，金属传感器51和颜色传感器52依次设置在第一支架41上且位于两导向限位板42之间。第二检测机构6包括相对设置在传送组件21两侧的第一对射传感器61和第二对射传感器62，第一对射传感器61用于检测到达颜色传感器52的下方的物料，第二对射传感器62用于检测到达止动组件22处的物料。由于金属传感器51能够在金属物体接近时感知到，故物料无需停止在金属传感器51的下方，对物料进行检测以判断物料为金属或非金属；而颜色传感器52需要对物料的RGB进行对比，无法在移动中作出判断，故需通过第一对射传感器61以使其停止在颜色传感器52的下方。物料经金属传感器51和颜色传感器52检测完毕后，继续传送，直至移动至止动组件22所在位置。第一对射传感器61设置在金属传感器51和颜色传感器52之间，第二对射传感器62设置在止动组件22前方。第一对射传感器61和第二对射传感器62可以为光电传感器，包括但不限于此。第一机械手7设置在传送组件21的周侧，其用于自止动组件22处抓取物料并将其转移至物料仓8内。物料仓8为立体仓库，设置有多层，以将不同类的物料分拣至不同位置。

上述综合实训装置的动作原理为：物料自放料筒32下落至推料组件31上，该物料在推料组件31的作用下被推出，并掉落至传送组件21上；传送组件21带动物料沿传送方向移动，物料在移动过程中，通过两导向限位板42形成的传送通道以限制物料在传送组件21的预设位置上移动；物料在穿过两导向限位板42形成的通道时，依次经过金属传感器51和颜色传感器52，物料在接近金属传感器51时，金属传感器51即能检测到；而在物料通过金属传感器51后，第一对射传感器61将检测到物料并发送至PLC，由PLC控制传送组件21停止运行，此时，传送组件21在惯性的作用下继续向前移动一段距离，以使物料停止在颜色传感器52的下方；颜色传感器52对物料的颜色进行比对并作出判断，检测完毕后，PLC控制传送组件21继续运行，以带动物料移动至止动组件22所在位置处；在物料到达止动组件22位置之前，第二对射传感器62将检测到物料并发送至PLC，由PLC控制传送组件21停止运行，此时，传送组件21在惯性的作用下继续向前移动一段距离；此后，由第一机械手7自止动组件22处抓取物料并将其转移至物料仓8内。

在上述实施例中，参见图4，传送组件21包括设置在机台1上的传送台211、转动设置在传送台211两端的皮带轮212、连接两皮带轮212的皮带213和驱动电机214，驱动电机214的输出轴与两皮带轮212中的一个连接，与驱动电机214直接连接的皮带轮214为主动轮，另一个则为从动轮。即：驱动电机214带动主动轮转动，主动轮通过皮带轮212带动从动轮转动，从而实现皮带轮212沿传送方向的往复运动。止动组件22包括横跨在传送台211上的第二支架221和设置在第二支架221上的止动板222，止动板222上开设有用于夹持物料的开口。

另外，参见图5，推料组件31包括底座311、设置在底座311上的推料气缸312、与推料气缸312的活塞杆连接的推板313和两相对设置的夹持板314，在两相对设置的夹持板314之间形成用于放置放料筒32的空间。在本实施例中，两夹持板314的内侧壁上开设有与放料筒32相匹配的插接结构，放料筒32竖直插接在两夹持板314内。位于放料筒32内的最下层物料在重力的作用下掉入至底座311和两导向限位板42形成的空间内，推板313在推料气缸312的作用下推动上述物料，该物料受到推板313的作用，弹出至皮带轮212上。推料组件31还包括设置在两夹持板314上的第三对射传感器315，第三对射传感器315用于检测夹持空间内放置的物料，即：在放料筒32内无物料时，第三对射传感器315能检测到相应的信号变化，而在放料筒32内填有物料时，第三对射传感器315能检测到另一个信号，两不同的信号则能够反映出放料筒21内的物料有无。

再者，参见图6，第一支架41横跨设置在传送组件21的上方，两导向限位板42在物料的传输方向上限定的物料通道朝向上料机构3的物料入口沿输送方向逐渐减小。本实施例中，两导向限位板42在物料的传输方向上限定的物料通道呈倒“八”字型的敞口，两导向限位板42之间的距离与物料的宽度相匹配。在本实施例中，物料被推板313弹出，并正好落入至该敞口内，以使物料在皮带213上沿特定的方向移动。

其次，参见图8，第一机械手7包括沿物料传输方向设置的X轴传动机构、Y轴传动机构、Z轴传动机构和吸附机构74；X轴传动机构包括第一线性模组711，Z轴传动机构通过第一滑座75固定在第一线性模组711的滑块上；Z轴传动机构包括第二线性模组721，Y轴传动机构通过第二滑座76固定在第二线性模组721的滑块上；Y轴传动机构包括第三线性模组731，吸附机构74通过第三滑座77与第三线性模组731的滑块连接。本实用新型所提出的第一机械手7，可实现X轴、Y轴及Z轴的任意移动，以将被检测后的物料抓取并放置于物料仓8内。本实施例中，线性模组包括滚珠丝杠和直线导轨，通过滚珠丝杠和直线导轨，实现吸附机构74在X轴、Y轴及Z轴方向的移动。

在本实用新型一较佳实施例中，综合实训装置还包括设置在第一检测机构5和止动组件22之间的CCD相机9和位于CCD相机9对侧的不良品盒10、第二机械手20。其中，CCD相机9用于物料的外观检测及视觉定位，第二机械手20用于自传送组件21上抓取物料并将其放置于不良品盒10内。在本实施例中，物料经金属传感器51和颜色传感器52检测完毕后，物料经继续传送并停止在CCD相机9的下方，由CCD相机9对物料的外观进行检测，由于工业上利用CCD相机9检测外观属于公知技术，故在此不再赘述；在检测到物料外观存在缺陷时，CCD相机9对物料进行视觉定位，将该物料的坐标值发送至PLC，由PLC依据该坐标值控制第二机械手精准抓取该物料并将其置于不良品盒10内。由于CCD相机9对物料的外观检测需处于静止状态，故在传送组件21的两侧设置有用于检测物料以使其停止在CCD相机9下方的第四对射传感器63。

参见图2，在上述较佳实施例中，综合实训装置还包括设置在物料输送机构2和第一机械手7之间的中转台30，第二机械手20还用于自止动组件22处抓取物料并放置于中转台30上，第一机械手7自中转台30抓取物料并放置于物料仓8内。在本实施例中，物料分别经金属传感器51、颜色传感器52及CCD相机检测完毕后，继续沿传送方向移动并停止于止动组件22处。由附图2可知，本实施例中的第一机械手7与止动组件22之间具有一定的距离，第一机械手7在此位置无法直接抓取到物料，故在物料输送机构2和第一机械手7之间设置中转台30。如此，物料在到达止动组件22处后，先由第二机械手20抓取物料并放置于中转台30上，此后，再由第一机械手7抓取、放置。

在本实用新型另一较佳实施例中，综合实训装置还包括设置在机台1上、用于控制温度变化的温度控制模块40。在本实施例中，温度控制模块40包括有外壳、设置在外壳内的电加热器、风扇和显示屏、贯穿外壳设置的功能按键等，电加热器用于加热以升高温度，风扇用于散热以降低温度，显示屏用于显示温度、电压、电流等参数，功能按键包括有电源按键、启动按键、停止按键及模拟量等按键。通过功能按键输入相应的温度后，电加热器则立即启动，在温度到达预设的峰值后，电加热器关闭，风扇启动，以快速降温。

在本实用新型又一较佳实施例中，综合实训装置还包括设置在机台1上、用于模拟交通灯信号变化的交通灯模块50。在本实施例中，交通灯模块50包括外壳、设置在外壳内的集成电路板、设置在外壳上的显示屏及功能按键等，通过该交通灯模块50可模拟东南西北四个方向上的交通灯的信号变化。

以上所述的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接\/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

设计图

一种综合实训装置论文和设计

一种综合实训装置论文和设计-杨新峰

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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