技术领域
本发明涉及机械手产品设计领域，特别是涉及一种琴棋书画机械手教学设备系统。
背景技术
机械手是一种模拟人手操作的自动机械，它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作，代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化，还能代替人在有害环境下工作，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。在自动化教学中，机械手是必不可少的教学内容之一。现在的教学设备一般只简单展示机械手的运动，简单枯燥，难以激起学生的学习兴趣，不利于提高教学效率。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种琴棋书画机械手教学设备系统，具有自动下象棋、自动弹琴、自动写字画画等功能演示，将自动化知识生动形象的展示出来，提高教学效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种琴棋书画机械手教学设备系统，包括主控制设备和若干分控制设备，所述主控制设备与每一个分控制设备远程连接且依据分控制设备的运行状态控制分控制设备，所述分控制设备包括：分控制器和触摸屏，所述分控制器连接在主控制设备与触摸屏之间，以将分控制器接收的所有信号和分控制器输出的所有控制信号传送至主控制设备，所述触摸屏的输入信号传送至分控制器；多轴控制器、电机驱动模块和执行单元，所述电机驱动模块的输出端与执行单元连接，电机驱动模块的输入端与多轴控制器的输出端连接，多轴控制器的输入端与分控制器电性连接以接收来自分控制器的控制信号并依据该控制信号控制电机驱动模块驱动执行单元工作；传感器模块，检测执行单元位置，并与分控制器电性连接以将检测信号传送至分控制器。
在本发明一个较佳实施例中，所述主控制设备为计算机，所述分控制器为可编程逻辑控制器。
在本发明一个较佳实施例中，所述执行单元包括机械手，所述机械手有三个平动自由度。
在本发明一个较佳实施例中，所述电机驱动模块包括三组驱动组件，每一组驱动组件控制所述机械手的一个自由度。
在本发明一个较佳实施例中，所述每一组驱动组件包括一个伺服驱动器和一个电动机，所述伺服驱动器的输出端与电动机连接，伺服驱动器的输入端与多轴控制器连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述琴棋书画机械手教学设备系统包括手动模式和自动模式，所述触摸屏包括手动模式界面和自动模式界面。
在本发明一个较佳实施例中，所述手动模式界面包括自动循环弹琴按钮、自动循环下棋按钮和自动循环书画按钮。
在本发明一个较佳实施例中，所述自动模式包括自动弹琴、自动下棋和自动书画，且自动弹琴、自动下棋和自动书画依次自动循环运行。
本发明的有益效果是：能够通过触摸屏往分控制器中输入控制指令，使分控制器输出信号控制执行单元执行自动下象棋、自动弹琴或自动写字画画，将自动化知识生动形象的展示出来，提高教学效率。
附图说明
图1是本发明琴棋书画机械手教学设备系统一较佳实施例的结构框图；
图2是本发明琴棋书画机械手教学设备系统的工作流程图。
附图中各部件的标记如下：1、主控制设备；2、分控制设备；3、分控制器；4、触摸屏；5、多轴控制器；6、电机驱动模块；601、伺服驱动器；602、电动机；7、执行单元；8、传感器模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，本发明实施例包括：
一种琴棋书画机械手教学设备系统，包括主控制设备1和若干分控制设备2，所述主控制设备1与每一个分控制设备2远程连接且依据分控制设备2的运行状态控制分控制设备2，所述分控制设备2包括：分控制器3和触摸屏4，所述分控制器3连接在主控制设备1与触摸屏4之间，以将分控制器3接收的所有信号和分控制器3输出的所有控制信号传送至主控制设备1，所述触摸屏4的输入信号传送至分控制器3；多轴控制器5、电机驱动模块6和执行单元7，所述电机驱动模块6的输出端与执行单元7连接，电机驱动模块6的输入端与多轴控制器5的输出端连接，多轴控制器5的输入端与分控制器3电性连接以接收来自分控制器3的控制信号并依据该控制信号控制电机驱动模块6驱动执行单元7工作；传感器模块8，检测执行单元7位置，并与分控制器3电性连接以将检测信号传送至分控制器3。
在本发明中，所述主控制设备1为计算机，所述分控制器3为可编程逻辑控制器。计算机能够实时监控分控制设备2，并具有对整个琴棋书画机械手教学设备系统进行参数设置、故障记录、模式选择和控制紧急停止运动等功能。所述可编程逻辑控制器的抗干扰性较好，提高了整个系统的操控性能。
其中，所述执行单元7包括机械手，所述机械手有三个平动自由度，所述电机驱动模块6包括三组驱动组件，每一组驱动组件控制所述机械手的一个自由度，使机械手能在横向、纵向和竖直方向运动。每一组驱动组件包括一个伺服驱动器601和一个电动机602，所述伺服驱动器601的输出端与电动机602连接，伺服驱动器601的输入端与多轴控制器5连接。
所述琴棋书画机械手教学设备系统包括手动模式和自动模式，所述触摸屏4包括手动模式界面和自动模式界面，所述手动模式界面包括自动循环弹琴按钮、自动循环下棋按钮和自动循环书画按钮，所述自动模式包括自动弹琴、自动下棋和自动书画，且自动弹琴、自动下棋和自动书画依次自动循环运行。
使用时，人们可以通过触摸屏4或主控制设备1选择运行手动模式或自动模式。当选择手动模式时，触摸屏4或计算机屏幕上会出现自动循环弹琴按钮、自动循环下棋按钮和自动循环书画按钮，按下对应的按钮，机械手就会运动执行对应的命令，当琴谱弹完、棋下完或书画完成后，所述琴棋书画机械手教学设备系统自动复位，然后再循环执行机械手刚刚执行的命令。当选择自动模式时，机械手会自动依次弹琴、下棋和书画，当书画完成后，所述琴棋书画机械手教学设备系统自动复位，然后机械手循环依次弹琴、下棋和书画，弹琴、下棋和书画的顺序可以依据需要在主控制设备1中修改。
另外，所述琴棋书画机械手教学设备系统还设有一个紧急停运模块，紧急停运模块上设有一个急停按钮，当机械手运动发生故障时，人们可以按下急停按钮使机械手停止运动，同时主控制设备1记录机械手发生故障的时间和次数并储存。
本发明能够通过触摸屏4往分控制器3中输入控制指令，使分控制器3输出信号控制执行单元7执行自动下象棋、自动弹琴或自动写字画画，将自动化知识生动形象的展示出来，提高教学效率。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
