本实用新型涉及教学装置技术领域，具体涉及一种双目人工智能机械臂教学装置。
背景技术：
随着我国稳步推进产业升级，国家大力推动《中国制造2025》相关的政策支持及科研投入，我国涌现出了一大批先进的高科技行业，比如人工智能、大数据、物联网等等，而这些产业都具有相似特征，即通过数据实时共享，高速的实现任务自动化，这些都已经广泛应用到了工厂生产流水线、邮件自动分拣系统、智能物流系统等各个领域中，而随之而来的就是大量相关专业技能的人才需求。
当前各类中职、高职、大学等相关的教育机构，配套的教学课程还是大多停留到了传统的某一类“知识点”的枯燥学习，这类“知识点”包括传统的某种编程语言学习、某种芯片的使用学习、落后的通信和传感器原理学习，学生学习并不是面向对象和解决问题而学习的，学习过程枯燥乏味，大多数院校的教学都属于“填鸭式”的授课方式，每当大学生毕业时，连一个像样点的毕业设计都很难完成，如此毕业的各类“人才”，很难快速满足当前新技术行业的发展需要。
技术实现要素：
为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种双目人工智能机械臂教学装置，重点在于面向实际应用和解决实际问题为目标，融合了plc控制技术、电机伺服控制技术、传感器原理及应用、图像处理技术、微控制器程序编程、电脑软件/网页编程开发、手机app设计、机械结构设计等众多教学知识点，完全可以满足多个理工科专业的应用式的教学需要，本实用新型可以使教学的过程更加接近于实际的工作场景。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：包括高性能计算机、机械臂、plc控制器和物料传送带，所述机械臂通过机械臂控制器与高性能计算机连接，所述机械臂的抓取端上设有图像采集装置和超声波探头，所述图像采集装置通过图像预处理器与高性能计算机相连，所述超声波探头通过单片机系统与高性能计算机连接，所述物料传送带通过伺服电机传送装置带动，所述物料传送带上设有到位检测传感器，所述伺服电机传送装置和到位检测传感器均通过plc控制器与高性能计算机连接。
在优选的实施方案中，所述到位检测传感器设置在机械臂的工作区域内。
在优选的实施方案中，所述图像采集装置为ccd双目摄像头。
在优选的实施方案中，所述伺服电机传动装置包括伺服电机和传动轴，所述物料传送带的两端套设在两个传动轴上，其中一个传动轴与伺服电机驱动连接，所述伺服电机通过plc控制器与高性能计算机连接。
在优选的实施方案中，与所述伺服电机驱动连接的传动轴上设有速度编码器，所述速度编码器通过plc控制器与高性能计算机连接。
本实用新型的有益效果为：重点在于面向实际应用和解决实际问题为目标，融合了plc控制技术、电机伺服控制技术、传感器原理及应用、图像处理技术、微控制器程序编程、电脑软件/网页编程开发、手机app设计、机械结构设计等众多教学知识点，完全可以满足多个理工科专业的应用式的教学需要，本实用新型可以使教学的过程更加接近于实际的工作场景。
附图说明
下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型实施例所述的双目人工智能机械臂教学装置的结构流程图；
图2是本实用新型实施例所述的物料传送带的结构示意图。
图中：
1、高性能计算机；2、机械臂；3、物料传送带；4、ccd双目摄像头；5、超声波探头；6、机械臂控制器；7、图像预处理器；8、单片机系统；9、plc控制器；10、伺服电机传动装置；11、到位检测传感器；12、速度编码器；13、伺服电机；14、传动轴。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。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。
下面将参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1-2所示，本实用新型实施例的一种双目人工智能机械臂教学装置，包括高性能计算机1、机械臂2、plc控制器9和物料传送带3，机械臂2通过机械臂控制器6与高性能计算机1连接，机械臂2为五轴机械臂，机械臂控制器6为运动控制器，控制机械臂2的运动，机械臂2的抓取端上设有图像采集装置和超声波探头5，图像采集装置和超声波探头5将物品的图片和位置实时传送给高性能计算机1，高性能计算机1控制机械臂2抓取，所述图像采集装置通过图像预处理器7与高性能计算机1相连，超声波探头5通过单片机系统8与高性能计算机1连接，物料传送带3通过伺服电机传送装置10带动，物料传送带3上设有到位检测传感器11，用于检测物料传送带3上物品的位置，是否到达机械臂2工作区域，到位检测传感器11为霍尔传感器或光电传感器，伺服电机传送装置10和到位检测传感器11均通过plc控制器9与高性能计算机1连接。
到位检测传感器11设置在机械臂2的工作区域内，用于检测物料是否到达机械臂2的工作区域。
图像采集装置为ccd双目摄像头4，它是一种半导体成像器件，其作用是进行光电转换，输出视频信号。因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。双目摄像头可以对前方的物品进行距离测量，测量物品到机械臂2的距离。
伺服电机传动装置10包括伺服电机13和传动轴14，物料传送带3的两端套设在两个传动轴14上，其中一个传动轴14与伺服电机13驱动连接，两个传动轴14其中一个为主动轴另一个为从动轴，伺服电机13带动一个主动轴转动，从而带动物料传送带3运动，伺服电机13通过plc控制器9与高性能计算机1连接。
与伺服电机13驱动连接的传动轴14上设有速度编码器12，用于检测物料传送带3的运动速度，在传动轴14旋转的时候,速度编码器12就会输出脉冲，plc控制器9收到脉冲，速度编码器12通过plc控制器9与高性能计算机1连接。
高性能计算机1系统启动复位后，发送指令给plc控制器9完成对伺服电机传动装置10的控制，开始带动物料传送带3根据指令以规定的速度传送物料，当物料到达机械臂2工作区域后，到位检测传感器11发送到位信号给plc控制器9及高性能计算机1，传送系统停车等待机械臂2进行物料分拣。
图像预处理器7主要完成数字图像的数据编码及传送等功能，图像分析算法在高性能计算机1中完成，图像分析处理主要完成对物体外观描述，并与数据库中的参照物进行特征比对，准确识别出具体的物体名称，整个过程包括以下几个步骤:1、图像边缘提取；2、周线跟踪；3、特征点提取；4、曲线分割及分段匹配；5、图形描述；6、数据库比对及物体识别。
高性能计算机1给机械臂控制器6发送向目标坐标点移动指令，机械臂2上的ccd双目摄像头4和超声波探头5实时传送信息给高性能计算机1，高性能计算机1实时调整三维坐标并发送校正指令给机械臂控制器6，直到到达物料正上方位置，并完成抓取动作。
机械臂2可在不同的功能应用场景完成任务，包括标准物料不同颜色分拣、不规则物料分拣、三维坐标任意位置抓取。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
1.一种双目人工智能机械臂教学装置，其特征在于：包括高性能计算机、机械臂、plc控制器和物料传送带，所述机械臂通过机械臂控制器与高性能计算机连接，所述机械臂的抓取端上设有图像采集装置和超声波探头，所述图像采集装置通过图像预处理器与高性能计算机相连，所述超声波探头通过单片机系统与高性能计算机连接，所述物料传送带通过伺服电机传送装置带动，所述物料传送带上设有到位检测传感器，所述伺服电机传送装置和到位检测传感器均通过plc控制器与高性能计算机连接。
2.根据权利要求1所述的双目人工智能机械臂教学装置，其特征在于：所述到位检测传感器设置在机械臂的工作区域内。
3.根据权利要求1所述的双目人工智能机械臂教学装置，其特征在于：所述图像采集装置为ccd双目摄像头。
4.根据权利要求1所述的双目人工智能机械臂教学装置，其特征在于：所述伺服电机传送装置包括伺服电机和传动轴，所述物料传送带的两端套设在两个传动轴上，其中一个传动轴与伺服电机驱动连接，所述伺服电机通过plc控制器与高性能计算机连接。
5.根据权利要求4所述的双目人工智能机械臂教学装置，其特征在于：与所述伺服电机驱动连接的传动轴上设有速度编码器，所述速度编码器通过plc控制器与高性能计算机连接。
技术总结