伺服电机让你的机器人更有力量(一)
发表日期:2010-11-01 16:50:52 来源:《无线电》杂志作者:托德库尔特译/夏明新【大中小】浏
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当你听见电机运动时的那种标志性的“吱、吱、吱”声时，是否会想起机器人或者玩具里的伺服电机？遥控伺服电机是为无线控制的车模、航模而设计的，已经成为制作自动控制系统、电影效果、木偶效果的一种常见材料。
伺服电机不像常见的电机那样转，而是根据收到的命令来旋转，或者停止在0°～180°角的某个角度。伺服电机是让一个东西动起来的最简单的方法之一，而且可以选的伺服电机种类也很多。
伺服电机还可以经过稍稍的改动就变成高质量的、数字控制的变速电机。这篇文章里我会解释如何使用伺服电机，也会讲解如何让伺服电机连续转动。
理解伺服电机
无线伺服电机运用了多种技术，包括了直流电机、传动机构、传感器以及控制电路。这是一种伺服系统，利用了反馈控制环来调节系统功能。伺服系统典型的例子是温控加热系统，里面的温度传感器提供反馈，而加热元件提供输出，根据温度传感器得到的信息选择启动或关闭加热元件。对于无线伺服电机来说，传感器的输入是一个电位器，用于度量电机的旋转位置。控制电路读到电位器的阻值，然后根据目标位置调节电机的转向与转速。图A是一个标准的伺服电机的展开图以及闭环反馈控制环路。
选择伺服电机
伺服电机的形状及大小各异（见图B），常见的是标准伺服电机（1）。最小的伺服电机是微电机（2，3），最大的是高扭矩的（4）。所有的这些伺服电机都有同样的三线控制，因此根据需要更换小型或大型的伺服电机还是很方便的。
除了大小和重量之外，伺服电机还有两项重要的指标——扭矩和转速，这些由伺服电机中的电机和传动机构来决定。扭矩就是伺服电机的力，标准的伺服电机工作在5V的时候扭矩为
5.5kgf.cm。标准的速度是工作在5V的时候，需要0.2s/60。总体来说，大个的伺服电机速度比较慢，但是扭矩大。你在明确自己需要什么之后，就可以选择伺服电机的个头、等级了（标准型/微型/高扭矩型），然后在可选的里面挑个最便宜的。这些项目里我用的是微型的HexTronik HXT500伺服电机，扭矩为0.8 kgf.cm，转速为0.1s/60。
伺服电机的安装与连接
如果要想让伺服电机带着东西转动，你需要两样装备。一个是伺服电机座的安装架，另一个是连接到移动的部件旋转轴的连接装置。伺服电机本身座上自带安装孔，可以用螺丝连接。如果仅仅是用来做实验的话，用热熔胶或者双面胶固定伺服电机也没有问题。伺服电机上还有些被称为摆臂的装置来连接转动轴。这些摆臂能连到轴上，臂上还有安装孔，在安装孔上连接一个直杆或者连线，就能将伺服电机的旋转运动转化为直线运动了。不同的摆臂和安装孔导致的运动幅度也不一样。自己做摆臂很简单，你可以用矢量图软件做一个星星的形状，直径和安装孔的数目和电机驱动轴对应上就可以了。这个星形就是轴连接器，其他自定义的连接装置也能在轴附近加上去（见图C）。
伺服电机让你的机器人更有力量(二)
发表日期:2010-11-01 16:50:52 来源:《无线电》杂志作者:托德库尔特译/夏明新【大中小】浏
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如何控制伺服电机
伺服电机是三线接口的，如图D所示。黑线（或者是棕线）连接“地”，红线连接+5V，黄线（或者是白线或桔黄线）连接到控制信号。控制信号（如图E所示）是一种脉宽调制（PWM）
信号，任何微控制器都能产生。本文中我用的是Arduino微控制器。
脉冲的高电平部分持续时间在1～2ms，也就是1000～2000μs。1000μs的时候，伺服电机会逆时针转到底，2000μs的时候会顺时针转到底。还有一些伺服电机能接受的脉冲宽度更短或更长，因此能转动更大的范围。
控制脉冲的低电平持续时间为20ms。伺服电机每20ms（每秒50次）必须接收到高电平信号，否则电机将断电，并且不能维持原来的位置。这个功能在你的项目做休眠功能的时候很有用。我们将电机的红线和黑线连到Arduino的+5V电源和接地的引脚上。控制信号线连到数字输入输出脚第9号引脚。这个Arduino程序的主要问题是大部分的时间都在延迟命令上。幸运的是Arduino自带的伺服电机库中，可以用自带的定时器控制两个伺服电机（9号引脚和10号引脚）。
使用伺服电机，摄像头的全景控制
这里有一个小项目，里面用两个伺服电机和一块Arduino控制板：控制摄像头的全方向运动。用热熔胶将一个摆臂粘到摄像头底部，同样将另一摆臂粘到伺服电机的侧边。另一个伺服电机粘到一个底座上。接下来将所有的摆臂都装到伺服电机上，全景控制摄像头就完成了。图G是一个样例，这是一个拿华硕无线路由器做的网络全景摄像头，里面运行着OpenWrt Linux。摄像头和控制伺服电机的Arduino控制板，都通过USB连到USB集线器再连到路由器的USB口上。注意在写程序时需要等待串口接收两个字节的数据，即第一个字节是平移伺服电机控制用的0～180的数值，而第二个字节是倾斜伺服电机控制用的0～180数值。
伺服电机让你的机器人更有力量(三)
发表日期:2010-11-01 16:50:52 来源:《无线电》杂志作者:托德库尔特译/夏明新【大中小】浏
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将伺服电机改成连续转动
任何伺服电机都可以改成双向变速电机。通常来说控制电机的速度和方向是需要一个电机驱动芯片以及其他一些元件的，而伺服电机上这些元件已经都具备了。改装伺服电机是最常见且最廉价的，获取机器人里用的数字控制变速器的方法，这样就得到一个连续转动的伺服电机。这个改动，部分是机械的，部分是电气的。电气的改动部分是将电位器改成两个同阻值的固定电阻，机械的改动部分是将阻止电机全方位转动的限位装置去掉。
注意：如果不想拆开伺服电机的话，Parallax（就是出BASIC Stamp的那家）有可用的标准型连续转动伺服电机。
首先拆开伺服电机。HTX500伺服电机壳由三块塑料卡接而成，我们可以用小的一字螺丝刀或者类似的薄片将其撬开。从顶上将齿轮拉开，然后从底下小心地将伺服电机的控制电路板拉出来（见图I）。里面的机械限位有两个，用尖嘴钳弯折可以将转动轴旁边的金属限位去除，用斜向切割器可以将顶壳上的塑料限位去除（见图J）。用两个加起来5kΩ左右的固定电阻来替代5kΩ的电位器，两个2.2kΩ的电阻就行。将电位器上的三根线解焊下来，再将两个电阻如图K 所示焊上去。用绝缘胶带或是热缩管将这个新组件包好（见图L），然后将这些电路都塞回到伺服电机壳子里，再把壳子装好。改装完成了，现在可以校准一下这个连续转动伺服电机，看看起点在哪里。如果两个电阻阻值精确相等的话，送到伺服电机是90°角的时候电机能停下来。你的电机可能会有一点偏差，可以试试用先前的程序做实验看看哪个角度能将电机停住。记住这个值，因为每个伺服电机都不一样。
5分钟完成的画图机器人项目
用两个连续转动伺服电机我们就能完成一个画图机器人。采用两个伺服电机、一个9V电池、一个小面包板、一块Adafruit Boarduino控制板（Arduino 板的克隆版）、一个Sharpie记号笔还有几个塑料转盘。这个电路和全景摄像头的一样，而且所有的部件也是用热熔胶粘在一起的。任何直径在2～7cm的转盘都可以做轮子，比如说塑料的螺丝顶盖。想加强引力还可以用胶带将轮子边缘包起来。伺服电机的设定和前面一样，代码里要用上刚才实验得到的电机起点位置的变量（你的电机起点位置可能不一样）。代码的逻辑让一个电机朝某个方向移动一段时间，然后换到另一个电机。现在大功告成，你可以去试试你的机器人了。
注：本文所涉及的程序可在杂志网站（https://www.doczj.com/doc/74167211.html,）下载。
注意：Sharpie记号笔回头是擦不掉的，因此记得在硬纸片或者是打印纸上运行这个画图机器人，你可以用水溶记号笔来替代Shapie记号笔。
套件销售
从本期杂志开始，我们将陆续向读者介绍Arduino的相关制作套件及使用方法。本刊首批推出的套件有Arduino入门基础套件、3PA机器车套件、机械臂套件，非常适合个人DIY及学校实验教学使用，感兴趣的读者可以到本刊网站https://www.doczj.com/doc/74167211.html,的新版网页中了解上述套件的功能、配置详情及销售信息。读者在我刊网站上了解价格后，也可以直接通过以下方式购买套件：
1.邮局汇款：北京市崇文区夕照寺街14号A座《无线电》杂志社收，邮编：100061, 请注明购买的套件名称及汇款人电话
2.淘宝店购买：https://www.doczj.com/doc/74167211.html,/
第25卷第3期 V ol.25No.3 控 制 与 决 策 Control and Decision 2010年3月 M ar.2010 收稿日期:2009 03 02;修回日期:2009 05 31. 基金项目:国家自然科学基金项目(30670529);兰州理工大学电气与控制学科团队基金项目. 作者简介:李二超(1980 ),男,河北保定人,讲师,博士,从事机器人智能控制、机器视觉的研究;李战明 (1962 ),男,西安人,教授,博士生导师,从事智能控制、机器视觉等研究. 文章编号:1001 0920(2010)03 0430 03 未知环境下的机器人视觉/力觉混合控制 李二超,李战明,李 炜 (兰州理工大学电气与信息工程学院,兰州730050) 摘 要:在实际的接触型作业任务中,需要在控制位置的同时控制末端执行器与环境之间的接触力.针对这一问题,通过力反馈信息对未知环境中的法线方向进行估计,并采用最小二乘方法估计图像雅可比矩阵.提出一种基于视觉/力觉的混合控制算法,给出了视觉/力觉混合控制的约束条件,对视觉采用变结构控制器,力控制采用PI 控制器.实验结果表明,该策略具有较高的力控制精度和曲线跟踪能力.关键词:视觉伺服;力控制;变结构控制;未知环境中图分类号:T P273 文献标识码:A Hybrid control for visual/force servoing in unknown environment L I Er chao ,L I Zhan ming ,L I Wei (Co llege o f Electr ical and Info rmation Eng ineering ,L anzhou U niv ersity of T echnolog y,Lanzho u 730050,China.Cor respondent:L I Er chao,E mail:ysdx lec@126.co m) Abstract :In the r ea l w or ld,the contact operatio n tasks need to implement t he co ntact fo rce contr ol at the same time w ith the implementation of the position contro l.T herefor e,a hy br id contro l scheme based on vision and fo rce is pro po sed.F ir st,a method to est imate the nor mal vecto r of the unknow n constraint surface is intro duced.O n line fo rce feedback data are emplo yed to estimate the lo cal shape o f constraint.T hen,the imag e Jaco bian is estimated by using t he r ecur sive least squares alg or ithm.Finally ,an adaptive hybr id visual ser voing /fo rce contro ller is proposed.T he dir ect ion of the for ce contro l beco mes perpendicular to the visual servo ing contro l.V ar iable str uctur e contro ller is applied to v isua l serv oing and PI contr oller is a pplied to force contr ol.Experimental results show the effectiv eness of the pro po sed scheme. Key words :V isual serv oing ;F orce contr ol;V ariable str uctur e co ntr ol;U nkno wn envir onment 1 引 言 工业机器人所完成的典型作业任务主要有以下3种:抓取和放置工件、非接触并按既定轨迹运动和接触性作业任务.接触性的作业任务(例如插孔)已能用机器人来实现[1].然而,打磨和抛光等作业任务具有相当大的难度,既要考虑机械手末端执行器的运动轨迹,又要考虑与环境之间的接触力,即必须在控制位置的同时对机械手与环境之间的接触力进行控制. 为了完成复杂的任务,需要对多传感器进行融合控制.例如在任务的初始阶段,任务对象未发生接触,利用视觉传感器对物体进行快速跟踪;在任务的末段,任务对象发生接触,利用力反馈信息维持合理的接触力,这样可使整个控制过程柔顺平滑,不会产生很强的冲击力.Namiki 等[2]提出一种分层的多传 感器混合体系结构,该体系结构由控制层、规划层和管理层组成,三层并行工作,可快速抓取物体,但对体系结构的硬件条件要求高且控制复杂,并不适合于视觉/力觉反馈等数量较少传感器的信息融合.Nelso n 等[3] 给出一种视觉/力觉反馈传感器融合的体系结构,采用一个管理层对不同的传感信息进行处理,体系结构简单,其缺点是要对视觉传感器、力觉传感器和环境进行精确标定. 本文在文献[4]的基础上并结合文献[5],提出一种新的视觉/力觉混合控制方法.在视觉伺服控制中,该方法使用最小二乘方法估计图像雅可比矩阵,而不要求对视觉传感器进行精确标定,并且利用力反馈数据对约束环境的法线方向进行估计.实验结果表明,视觉/力觉混合控制可提高机器人对任务的适应性和工作过程的柔顺性.
机器人的动力学控制 The dynamics of robot control 自123班 庞悦 3120411054
机器人的动力学控制 摘要：机器人动力学是对机器人机构的力和运动之间关系与平衡进行研究的学科。机器人动力学是复杂的动力学系统，对处理物体的动态响应取决于机器人动力学模型和控制算法。机器人动力学主要研究动力学正问题和动力学逆问题两个方面，需要采用严密的系统方法来分析机器人动力学特性。本文使用MATLAB 来对两关节机器人模型进行仿真，进而对两关节机器人进行轨迹规划，来举例说明独立PD 控制在机器人动力学控制中的重要作用。 Abstract: for the robot dynamics is to study the relation between the force and movement and balance of the subject.Robot dynamics is a complex dynamic system, on the dynamic response of the processing object depending on the robot dynamics model and control algorithm.Kinetics of robot research dynamics problem and inverse problem of two aspects, the need to adopt strict system method for the analysis of robot dynamics.This article USES MATLAB to simulate two joints, the robot, in turn, the two joints, the robot trajectory planning, to illustrate the independent PD control plays an important part in robot dynamic control. 一 动力学概念 机器人的动力学主要是研究动力学正问题和动力学逆问题两个方面，再进一步研究机器人的关节力矩，使机器人的机械臂运动到指定位臵，其控制算法一共有三种：独立PD 控制，前馈控制和计算力矩控制，本文主要介绍独立PD 控制。 动力学方程：)()(),()(q G q F q q q C q q M +++=? ????τ
2014年国内外著名机器人伺服电机制造企业名单装备来源：OFweek工控网时间：2014/9/1责任编辑：yinpeipei 评论繁体
随着全球人力成本的上涨，制造业生存压力日益加大，机器人产业的发展迎来一个需求快速发展的阶段，新一代制造业中机器自动化将变得越来越重要。来自中国机器人产业联盟和国际机器人联合会的统计数据显示，2013年中国市场工业机器人销售总量比2012年增长约36%。中国不仅已经成为世界上最大的机器人市场，也是成长最快的市场。 伺服电机作为工业机器人的重要组成部分，其相关产业也是如火如荼，遍地开花。根据最新业内信息，小编盘点了2014年国内外著名机器人伺服电机制造企业。 2014年国内外著名机器人伺服电机制造企业名单 国内上市公司 新时达 上海新时达电气股份有限公司是专业研发生产销售工业控制、传动控制、运动控制和机器人产品并服务于全球的高新技术企业，创立于1995年。 上海新时达机器人有限公司是新时达股份全资子公司。2003年新时达收购了德国AntonSigrinerElektronikGmbH公司，秉承德国 Sigriner科学严谨的创新理念，不断追求卓越品质，分别在德国巴伐利亚与中国上海设立了研发中心，把全球领先的德国机器人技术引入中国。2013年在中国上海建立了生产基地，机器人产品系列已覆盖6kg~275kg。 自创立以来，新时达始终致力于产业自动化控制产物的研发、制造和销售。公司主营业务分三大类，一类是电梯控制产物以及电梯物联网，主要包罗电梯控制成套系统以及相关配件产物，遍及适用于种种电梯的制造、更新以及维修调养；第二类是节能与产业传动类产物，主要包罗高、低压种种产业控制变频器、电梯专用变频器、电梯一体化驱动控制器等，遍及适用于电梯、起重、口岸机械、橡塑、冶金、矿山、电力、市政、水泥、包装印刷、空压机、机床等各个行业；第三类是机器人与运动控制类产物，主要包罗六自由度产业机器人系列产物、
机器人的伺服电机 机器人的伺服电机是用来将机器人大脑发出的运动指令转换为运动动作的部件，相当于人的肌肉的作用。本讲教你如何连接、调整以及测试机器人伺服电机。为此，你需要理解和掌握控制伺服电机方向、速度和运行时间的相关PBASIC 指令及其编程技术。由于精确地控制伺服电机是决定机器人性能的关键，所以，在把伺服电机安装到机器人底盘之前先熟悉这些内容是非常重要而且必需的。 连续旋转伺服电机简介 机器人伺服电机有很多种，本讲要介绍的主要是能够使你的轮式机器人两个轮子不停旋转的连续旋转伺服电机，如图2-1所示。图中指出了该伺服电机的外部配件，这些配件将在本讲或后续章节中用到。 任务1：将伺服电机连接到教学板 在本任务中首先将伺服电机连接到电源和BASIC Stamp模块的I/O口，然后搭建一个LED 电路来监视BASIC Stamp模块发送到伺服电机的运动控制信号。 连接伺服电机所需的零部件 ●帕拉斯公司生产的连续旋转伺服电机2个； ●搭建LED电路所需的零配件（LED和470欧姆电阻）2套 连接伺服电机到 教学底板 把三位开关拨至0位切断教学底板的电源（图2?2）。 图2-3显示的是教学板上伺服电机接线端子。你可以用板上的跳线 来选择伺服电机的供电电源是来自机器人套件中的电池盒Vin还是来 自外接直流电源Vdd。要移动跳线帽，你必须向上把跳线帽从原来短 接的2个脚上拔下来，然后把跳线帽压进你想短接的2个脚上去。 如果使用6V电池组，将两个伺服电机接线端子之间的跳线帽接Vin，参照图2-3（左图）所示。 如果使用7.5 V、1000 mA的直流电源，将跳线帽接Vdd，参照图2-3（右图）所示。
思考题 ?红外测距卡的测量范围及原理。 答：红外测距卡可以精确地测量10cm～80cm范围内障碍物的距离。 红外测距卡，顾名思义就是用红外光进行物体距离的检测。它分为一个模拟口的转接卡和红外测距传感器两部分。通过测量发射和反射红外光之间的相位差来测量物体的距离。红外测距卡能够把相位差的变化转化为输出电压的变化，输出电压可以通过红外测距的信号线接到微控制器的A/D转换口上。 ?多智能体通信的方式是什么？ 答：多智能体通信主要有三种通信方式：直接通信，强信号通信，黑板通信。 （1）直接通信：是指信息发送方智能体直接将信息传送给接受方智能体，执行过程中没有缓冲。 （2）强信号通信：是指当一个智能体发送消息时，实际上是将信息向整个系统或环境发送，并且信息的强度随距离的增加而减少，这样靠近信号源的智能体对信息的反应最强。 （3）黑板通信：是通过存取一个公用数据区以达到交换信息的目的。 ?简述机器人无线控制的实现过程。 答：计算机通过电平转换装置与一个无线收发模块相连，而机器人本身带有无线收发模块，机器人的无线收发模块与它自己的微处理器有信号线相连。这样计算机处理器和机器人微处理器之间就可以通过这两个无线收发模块实现通信，这种通信方式是双向的，计算机可通过程序指令控制机器人的行为，机器人也可以借助计算机处理复杂的信息。 ?简述基于视频技术的野外探险机器人系统的硬件结构及实现过程 答：系统硬件结构：从总体上分为机器人和上位机（计算机）。其中机器人部分包括AS无线摄像机和微功率无线通讯模块，上位机部分包括视频采集卡和微功率无线通讯模块。 实现过程：机器人上的无线摄像机通过摄像获取各种现场环境参数，通过机器人和上位机上的两个微功率无线通讯模块实现数据和控制信号的传输，从而AS无线摄像机的接收模块的视频输出接到了视频采集卡的视频输入端，因而机器人能自主运动，也能通过上位机的人机交互式进行控制。 ?机器人上程序不能正确下载的原因有哪些？ 答：主要有以下原因：操作系统崩溃、机器人死机、操作系统不正常、下载过程中按下复位键、型号不匹配、下载端口接触不良、下载线或端口已坏。 ?同步进程的处理原则是什么？如何利用同步进程的处理原则编写机器飞蛾程序？答：所有同步进程应该遵循以下四条原则： （1）空闲让进：当一个临界资源处于空闲状态时，允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区。 （2）忙则等待：当已有进程进入自己的临界区时，其它试图进入临界区的进程必须等待，以保证进程互斥地访问临界资源。 （3）有限等待：对要求访问临界资源的进程，应保证进程能在有限时间进入临界区，
第1章人工智能概述课后题答案 1.1什么是智能?智能包含哪几种能力？ 解：智能主要是指人类的自然智能。一般认为，智能是是一种认识客观事物和运用知识解决问题的综合能力。 智能包含感知能力，记忆与思维能力，学习和自适应能力，行为能力 1.2人类有哪几种思维方式?各有什么特点？ 解：人类思维方式有形象思维、抽象思维和灵感思维 形象思维也称直感思维，是一种基于形象概念，根据感性形象认识材料，对客观对象进行处理的一种思维方式。 抽象思维也称逻辑思维，是一种基于抽象概念，根据逻辑规则对信息或知识进行处理的理性思维形式。 灵感思维也称顿悟思维，是一种显意识与潜意识相互作用的思维方式。 1.3什么是人工智能?它的研究目标是什么？ 解：从能力的角度讲，人工智能是指用人工的方法在机器（计算机）上实现智能；从学科的角度看，人工智能是一门研究如何构造智能机器或智能系统，使它能模拟、延伸和扩展人类智能的学科。 研究目标： 对智能行为有效解释的理论分析； 解释人类智能； 构造具有智能的人工产品； 1.4什么是图灵实验？图灵实验说明了什么？ 解：图灵实验可描述如下，该实验的参加者由一位测试主持人和两个被测试对象组成。其中，两个被测试对象中一个是人，另一个是机器。测试规则为：测试主持人和每个被测试对象分别位于彼此不能看见的房间中，相互之间只能通过计算机终端进行会话。测试开始后，由测试主持人向被测试对象提出各种具有智能性的问题，但不能询问测试者的物理特征。被测试对象在回答问题时,都应尽量使测试者相信自己是“人”，而另一位是”机器”。在这个前提下，要求测试主持人区分这两个被测试对象中哪个是人，哪个是机器。如果无论如何更换测试主持人和被测试对象的人，测试主持人总能分辨出人和机器的概率都小于50%，则认为该机器具有了智能。 1.5人工智能的发展经历了哪几个阶段？ 解：孕育期，形成期，知识应用期，从学派分立走向综合，智能科学技术学科的兴起
第一课 教学机器人 一、教学目标 帮助学生了解机器人的由来 二、重点难点 使学生理解机器人是靠什么来思考，机器人的部分。 三、教学过程： 第一课时 机器人的故事 新课导入 “robot”一词源出自捷克语“robota”，意为“强迫劳动”。1920年捷克斯洛伐克作家萨佩克写了一个名为《洛桑万能机器人公司》的剧本,他把在洛桑万能机器人公司生产劳动的那些家伙取名“Robot”,汉语音译为“罗伯特”，捷克语意为“奴隶”——萨佩克把机器人的地位确定为只管埋头干活、任由人类压榨的奴隶，它们存在的价值只是服务于人类。它们沒有思维能力,不能思考,只是类似人的机器,很能干, 以便使人摆脱劳作。它们能生存20年,刚生产出来时由人教它们知识。它们不能思考，也有感情，一个人能干三个人的活，公司为此生意兴隆。后来一个极其偶然的原因,机器人开始有了知觉,它们不堪忍受人类的统治,做人类的奴隶,于是,机器人向人类发动攻击,最后彻底毁灭了人类。“机器人”的名字也正式由此而生。 新课讲授 第一代机器人只能用手抓取东西，用脚行走，听“懂”主人的语言，做一些重复性的机械动作。人们把它称为工业机器人。现在，机器人经过好几代的更新改造，已经能和人们自由交谈，沟通语言，并灵活地走动。也就是说，它不仅有了听觉、视觉、触觉，而且还具有记忆、学习、思维和判断能力。人们把新一代的机器人称为智能机器 人。 明天的高级智能机器人将比今天的智能机器人具有更丰富的感觉功能和更熟练的活动能力。到那时，家庭里将有服务周到、态度和蔼可亲的家庭机器人。早晨，主人吃过早点上班以后，它立即用吸尘器清的房间，用洗衣机洗涤(dí)主人换下的衣服。电话铃响了，它马上拿起耳机，在一张便条上记下对话内容。“哇——”摇篮里的婴儿醒了，它又像慈祥的母亲一样抱起婴儿，喂水、喂奶，轻声哼(hēng)起一支 优美动听的催眠曲，把婴儿再一次送入梦乡。门铃响了，它并不急于开门，而首先问来访者是谁，然后根据来访者的声音仔细辨别他是不是主人的客人，以此决定是否开门。即使是盗贼的恐吓，它也不会害怕，而是声色俱厉地高喊：“快走，你这个无赖(lài)!再不走，我要报警了!”盗贼听到这喊声，只好胆战心惊地走开。做午餐的铃声响了，
机器人的位置PD 控制、直接力控制、阻抗控制 对于机器相关控制问题，笔者采用一种位置控制的算法——角度的PD 控制实现，之后探讨了机器人的两种力控制方式——直接力控制与阻抗控制。 1.1 机器人模型的建立 为了读者更简单的理解这三种控制方式，笔者采用二连杆模型，在Matlab/Simmechanics 中建立机器人的模型，设置好相关环境参数——重力加速度设定为-9.8m/s2，连杆的重心位于连杆的中间。 1.2 角度的PD 控制 对于机器人的位置控制方式，采用最简单的PD 控制。分别在机器人的肘关节与腕关节处各安装一个角度传感器用来检测肘关节与腕关节处的转角。角度PD 控制的控制律如式1.1所示： ()()()=+P D de T G K e K K dt θθθθ++ 式中，T 为机器人肘关节与腕关节处的输入力矩，第一项为补偿机器人的重力，可以成静态重力补偿项，第二项与第三项为PD 控制项，最后一项用于消除系统的动态误差。搭建的角度PD 控制的simulink 框图见下载处。 1.3机器人的直接力控制 机器人的直接力控制的效果是让机器人顺应外力的运动，这种控制方式多用于穿戴式外骨骼，例如伯克利大学的BLEEX 就是采用的这种控制方式最为其穿戴控制方式。 具体的控制框图如图所示。 图1.1 机器人的直接力控制 直接力控制控制律如式1.2所示： ()() T a D T J K G θτθθ=-+ 式中，()J θ表示机器人的雅克比接矩阵，τ 为加载与机器人上的合外力。 1.4机器人的阻抗控制
将阻抗控制应用于机器人当中的效果可以从两方面进行阐述：一是可以牺牲一定的位置误差来控制机器人与环境的接触力在系统设的范围内；二是将位置误差通过阻抗公式转换为控制机器人运动的力矩从而消除位置误差。 阻抗控制的控制律如式1.3所示。 ()()()()1 111,T a d e T D J X M Bd x Kdx J J D J M F C G θθθθθθθ----??????=++---++ ? ????????? 其中，M ，B ，K 表示期望的惯性、阻尼与刚度矩阵，具体的值需要根据模型进行调整。 天太冷啦。写的太简单，simulink 框图链接如下。 链接: https://https://www.doczj.com/doc/74167211.html,/s/1nwpuZsX 密码: 5xkb 链接: https://https://www.doczj.com/doc/74167211.html,/s/1nwpuZsX 密码: 5xkb 链接: https://https://www.doczj.com/doc/74167211.html,/s/1smq8LWx 密码: mxcq
编号：201301143 哈尔滨工业大学 大一年度项目结题报告 越野避障机器人的研究项目名称： 项目负责人：学号： 联系电话：电子邮箱： 院系及专业： 指导教师：职称：
联系电话：电子邮箱： 院系及专业： 哈尔滨工业大学基础学部制表 填表日期：2014年7 月9日1 一、项目团队成员（包括项目负责人、按顺序） 二、指导教师意见
三、项目专家组意见 四、项目成果 1
摘要 自从我们小组确定了《越野避障机器人的研究》这一科创项目后，以小组合作的形式进行了为期一学期的学习，主要针对其中的控制系统进行测试与运行。我们学习了传感器的使用以及相关运动指令的编程，并达到了预期效果。目前，我们能初步的控制机器人使之按照预定程序有效避障，课题目标基本达成，并采用实例展示。 有效避障运动编程关键词：避障机器人 （一）课题背景 1.项目意义 自从1959年世界上诞生了第一台机器人以来，机器人技术取得了长足的进步和发展至今已发展成为一门综合性尖端科学。机器人技术的发展集成了多学科的发展成果，代表高技术的发展前沿，是一个国家高科技水平和工业自动化程度的重要标志和体现。 随着计算机技术和遥控技术的迅猛发展，机器人正向多功能、多领域、智能化方向发展，各种用途的机器人如仿生机器人，灭火机器人，越野机器人等已开始研发、生产、应用并取得了不错的效果。而在近期发生的一系列自然灾害中避障探路机器人更是发挥了重要的作用。作为越野机器人的一个重要分支，它是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统，能够在大范围运动，广泛的为人类承担各种任务，不只是搜救，更能完成深海地貌分析等多种任务。因此对越野机器人的避障技术研究无疑具有现实意义。 2.研究现状 随着计算机技术、传感器技术的发展和进步，避障探路机器人向实用化、智能化、系列化进军，日本、德国、美国都取得了各方面的先进研究成果。我国的研究从八五期间开始，至今在清华大学，哈尔滨工业大学，中科院自动化所，浙江大学等都取得了可喜的研究成果。目前，我国避障探路机器人的研究发展水平还和发达国家有一定的差距。 避障探路机器人的研究一直是一个重大的主题，它要求机器人必须能在具有障碍物的复杂环境中完成局部在线避障，需要解决三个重要问题：障碍物在空间的位置方向的精确检测；所获信息的分析和环境模型的建立；使机器人安全避障的策略。目前机器人的环境建模方法有以下几种： 可视图法(VGraph)：由Nilsson在1968年提出的，其算法简单且能找到最短路径，但是由于其缺乏灵活性，在障碍物较多时，搜索时问将会很长并且要求障碍物的形状不能接近圆形，因此现在限制了其实际的应用。进而现在通常采用基于切线图法(Tangent Graph)和Voronoi法的改进可视图法。 栅格法(Grid)：由W．E．Howden在1968年提出的，是目前研究较广泛的路径规划方法。其中栅格的大小影响着环境信息存储量的大小和时间的长短。栅格划
题目 1、工业串联机器人常用的驱动方式、传动系统、传感器类型 比较 2、智能移动机器人的驱动方式、传动系统、传感器类型 比较 3、现在机器人的控制系统、控制结构 概述 机器人问世已有几十年 但没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发 展 另一原因主要是因为机器人涉及到了人的概念 成为一个难以回答的哲学问 题。也许正是由于机器人定义的模糊 才给了人们充分的想象和创造空间。 美国机器人协会 RIA) 一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的 通过程序动作来执行各种任务 并具有编程能力的多功能操作机。 美国家标准局 一种能够进行编程并在自动控制下完成某些操作和移动作业 任务或动作的机械装置。 1987年国际标准化组织(ISO)对工业机器人的定义 “工业机器人是一种具 有自动控制的操作和移动功能 能完成各种作业的可编程操作机。 日本工业标准局 一种机械装置 在自动控制下 能够完成某些操作或者动 作功能。 英国 貌似人的自动机 具有智力的和顺从于人的但不具有人格的机器。 中国 我国科学家对机器人的定义是 “机器人是一种自动化的机器 这种 机器具备一些与人或生物相似的智能能力 如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力 是一种具有高度灵活性的自动化机器”。 尽管各国定义不同 但基本上指明了作为“机器人”所具有的二个共同点 (1) 是一种自动机械装置 可以在无人参与下 自动完成多种操作或动作功 能 即具有通用性。 (2)可以再编程 程序流程可变 即具有柔性(适应性 。 机器人是20世纪人类伟大的发明 比尔?盖茨预言 机器人即将重复PC机 崛起的道路 彻底改变这个时代的生活方式。 机器人学集中了机械工程、材料科学、电子技术、计算机技术、自动控制理 论及人工智能等多学科的最新研究成果 代表了机电一体化的最高成就 是当代 科学技术发展最活跃的领域之一。 概述 驱动方式 现代工业机器人的驱动方式主要有三种 气动驱动、液压驱动和电动驱动。 气动驱动 机器人气动驱动系统以压缩空气为动力源。气动驱动机器人具有气源方便 系统结构简单 动作快速灵活 不污染环境以及维护方便、价格便宜、适合在恶劣工况 高温、有毒、多粉尘 条件下工作等特点。常用于冲床上下料 小零件装配、食品包装及电子元件输送等作业中。由于气体可压缩 遇阻时具有容让性 因此也常用作机器人手爪的驱动源。 气动驱动系统的组成 1 气源 气动机器人可直接使用工厂压缩空气站的气源 或自行设置气源
如何提升机器人伺服电机的响应性能 当前国内机器人发展迅猛，尤其是工业机器人领域。但在机器人的反应速度、精度上，国内外产品还是存在一定差距的，那么关键点是在哪呢？ 关键在于机器人的核心零部件——伺服电机。机器人在运行过程中，是通过伺服电机的驱动实现多自由度的运动的。如果对机器人运行的动作速度、精度要求高的话，实际就是要求伺服电机的响应速度、控制精度要足够高。 而在机器人实际运行时，往往伺服电机是处于各种加减速、正反转状态，那就对伺服电机的短时过载能力、惯量适应范围、频率响应带宽、转速/扭矩响应时间提出了很高的要求。 其中一个非常重要的指标就是频率响应带宽，它决定了该伺服系统对指令的响应速度快慢，是机器人设计者的重要关注指标。
伺服电机频率响应带宽的定义：伺服系统能响应的最大正弦波频率就是该伺服系统的频率响应带宽。用专业一些的语言描述，就是幅频响应衰减到-3dB时的频率（-3dB带宽），或者相频响应滞后90度时的频率。 更具体一点，像机械部标准《交流伺服驱动器通用技术条件》（JB T 10184-2000）中规定了伺服驱动器带宽的测试方法：驱动器输入正弦波转速指令，其幅值为额定转速指令值的0.01倍，频率由1Hz逐渐升高，记录电动机对应的转速曲线，随着指令正弦频率的提高，电动机转速的波形曲线对指令正弦波曲线的相位滞后逐渐增大，而幅值逐渐减小。相位滞后增大至90度时的频率作为伺服系统90度相移的频带宽度；幅值减小至低频时0.707倍的频率作为伺服系统-3dB频带宽度。 频率响应带宽国标测试结果 可以说，频率响应带宽越快，伺服系统就可以对变化更快的指令实现及时响应，即使工业机器人的动作再复杂，也能及时响应，驱动机器人的每一个关节位置控制到位。 而影响频率响应带宽的因素有很多，像伺服驱动器或者控制系统参数、传动链的刚度或精度、传动间隙、负载惯量等都会对伺服系统的响应带宽产生影响。过去业内很多研究者由于缺乏测试装备，故只能通过加实际负载的测试来判断伺服系统及机器人的响应性能，属于定性分析，无法定量分析。因此国内的伺服系统目前在响应速度一块仍需加强，像一般的伺服电机，响应带宽最高只能做到几百Hz左右，比较优质的能做到1kHz；而国外的产品，如日系的安川、三菱、松下等，却在多年以前已突破2kHz的关卡。
1.3 简介能力风暴机器人仿真系统 学习智能机器人，除了需要具备机器人硬件外，还需要为机器人编写控制程序，并在场地上进行反复调试。但如果手边暂时既无机器人实物，又无真实场地，我们还能学习和研究机器人吗？答案是可以的。能力风暴机器人为我们提供了一套仿真的VJC系统软件，在这个仿真系统中，我们不仅可以为机器人编写各种控制程序，同时还可以将编制的程序下载到仿真的机器人上，并在仿真的场地中进行模拟运行和调试,体验机器人控制的全过程。本节我们就来认识VJC系统仿真版软件，学习构建仿真场地和仿真调试的方法。 1.3.1 认识VJC系统仿真版软件 1．VJC系统仿真版软件的安装 安装VJC系统仿真版的方法很简单，先打开本书配套光盘上的“VJC系统软件\VJC1.5仿真版”文件夹，找到名为“setup.exe”的安装程序，用鼠标双击该文件，系统自动将其安装到C盘中，并在Windows桌面上自动生成一个“VJC1.5仿真版”的快捷方式图标，软件安装的路径默认为：C:\program files\VJC1.5仿真版。如果我们使用的计算机中已经安装了VJC系统仿真版，则安装这一步可以跳过不做。 2．VJC系统仿真版软件的启动及主界面 当需要进入VJC系统仿真版编程时，只要双击桌面上的“VJC1.5仿真版”快捷方式图标，就可进入VJC的编程环境。 VJC编程环境的主界面见图1-3-1。可以看出，主界面包含了以下几个部分： （1）菜单栏及工具栏：位于窗口上方，工具栏上除了新建、打开、保存等常规按钮外，还有仿真、JC代码、缩放等按钮,见图1-3-2所示。 （2）模块库：位于窗口左侧，共有五大类模块库，其中：执行器模块库包含了基本动作模块，这是控制机器人运动的基本模
第一章绪论 1 什么是人工智能？试从学科和能力两方面加以说明。 答：人工智能（学科）：人工智能（学科）是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。其近期的主要目标在于研究用机器来模仿和执行人脑的某些智力功能，并开发相关理论和技术。 人工智能（能力）：人工智能（能力）是智能机器所执行的通常与人类智能有关的智能行为，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。 2 为什么能够用机器（计算机）模仿人的智能？ 答：物理符号系统假设：任何一个系统，如果它能够表现出智能，那么它就必定能够执行上述 6 种功能。反之，任何系统如果具有这６种功能，那么它就能够表现出智能；这种智能指的是人类所具有的那种智能。 推论：既然人是一个物理符号系统，计算机也是一个物理符号系统，那么就能够用计算 机来模拟人的活动。 因此，计算机可以模拟人类的智能活动过程。 ３．现在人工智能有哪些学派？它们的认知观是什么？ 答：符号主义，又称为逻辑主义、心理学派或计算机学派。认为人工智能源于数理逻辑。连接主义，又称为仿生学派或生理学派。认为人工智能源于仿生学，特别是人脑模型的研究。
行为主义，又称为进化主义或控制论学派。认为人工智能源于控制论。 ４．你认为应从哪些层次对认知行为进行研究？ 答：应从下面４个层次对谁知行为进行研究： （１）认知生理学：研究认知行为的生理过程，主要研究人的神经系统（神经元、中枢神经系统和大脑）的活动。 （２）认知心理学：研究认知行为的心理活动，主要研究人的思维策略。 （３）认知信息学：研究人的认知行为在人体内的初级信息处理，主要研究人的认知行为如何通过初级信息自然处理，由生理活动变为心理活动及其逆过程 （４）认知工程学：研究认知行为的信息加工处理，主要研究如何通过以计算机为中心的人工信息处理系统，对人的各种认知行为（如知觉、思维、记忆、语言、学习、理解、推理、识别等）进行信息处理。 ５．人工智能的主要研究和应用领域是什么？ 答：问题求解，逻辑推理与定理证明，自然语言理解，自动程序设计，专家系统，机器学习，神经网络，机器人学，模式识别，机器视觉，智能控制，智能检索，智能调度与指挥，分布式人工智能与 Agent，计算智能与进化计算，数据挖掘与知识发现，人工生命。 6、人工智能的发展对人类有哪些方面的影响？试结合自己了解的情况何理解，从经济、社会何文化等方面加以说明？
能力风暴机器人仿真系 统备课教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第一课教学机器人 一、教学目标 帮助学生了解机器人的由来 二、重点难点 使学生理解机器人是靠什么来思考，机器人的部分。 三、教学过程： 第一课时机器人的故事 新课导入 “robot”一词源出自捷克语“robota”，意为“强迫劳动”。1920年捷克斯洛伐克作家萨佩克写了一个名为《洛桑万能机器人公司》的剧本,他把在洛桑万能机器人公司生产劳动的那些家伙取名“Robot”,汉语音译为“罗伯特”，捷克语意为“奴隶”——萨佩克把机器 人的地位确定为只管埋头干活、任由人类压榨的奴隶，它们存在的价值只是服务于人类。它们沒有思维能力,不能思考,只是类似人的机器,很能干, 以便使人摆脱劳作。它们能生存20年,刚生产出来时由人教它们知识。它们不能思考，也有感情，一个人能干三个人的活，公司为此生意兴隆。后来一个极其偶然的原因,机器人开始有了知觉,它们不堪忍受人类的统治,做人类的奴隶,于是,机器人向人类发动攻击,最后彻底毁灭了人类。“机器人”的名字也正式由此而生。 新课讲授 第一代机器人只能用手抓取东西，用脚行走，听“懂”主人的语言，做一些重复性的机械动作。人们把它称为工业机器人。现在，机器人经过好几代的更新改造，已经能和人们自由交谈，沟通语言，并灵活地走动。也就是说，它不仅有了听觉、视觉、触觉，而且还具有记忆、学习、思维和判断能力。人们把新一代的机器人称为智能机器人。 明天的高级智能机器人将比今天的智能机器人具有更丰富的感觉功能和更熟练的活动能力。到那时，家庭里将有服务周到、态度和蔼可亲的家庭机器人。早晨，主人吃过早点上班以后，它立即用吸尘器清的房间，用洗衣机洗涤(dí)主人换下的衣服。电话铃响了，它马上拿起耳机，在一张便条上记下对话内容。“哇——”摇篮里的婴儿 醒了，它又像慈祥的母亲一样抱起婴儿，喂水、喂奶，轻声哼(hēng)起一支优美动听的催眠曲，把婴儿再一次送入梦乡。门铃响了，它并不急于开门，而首先问来访者是谁，然后根据来访者
Tune 枪的一般步骤 1. 加载伺服焊钳的配置文件 1.1 文件位置： Controller hd0a:\RobotWare_5.xx\ utility\ AdditionalAxis\ DM1\ServoGun 个人电脑(PC) C:\Program Files\ABB Industrial IT\Robotics IT\ MediaPool\RobotWare_5.14 \utility\AdditionalAxis\ DriveSystem 09 \ ServoGun\DM1 （有三个文件，根据伺 服枪的硬件连接选择合适的文件加载）。 1.2 文件名： MxLyBzS_DMd.CFG 注： x： motor (logical axis)7轴y： measurement link 第一 个接口 a) z： board position 1板d： drive module 1 1.3 加载步骤： ABB - Control Panel - Configuration -File - Load Parameters-Load parameters and replace duplicates – Load。 2. 定义伺服枪的伺服电机参数（极对数、极对数、最大电流、相电压、电阻、 电感、Stall torque（失速转矩） 1.1 伺服电机参数设置： 极对数(pole pairs)：获取方法有两种;一般可以找焊钳生产厂商索取，或者根据 经验尝试，一般为2、3、4、5、6中的一个值。 最大电流（Max Current）：根据电机上铭牌值写入即可，也可以找焊钳厂家索取。 电阻（phase resistance）：=Rw/2 ΩRw的值找厂家索取 电感（phase inductance）：=Lw/2 H Lw的值找厂家索取 失速转矩（Stall torque）：Stall torque：失速转矩也称堵转力矩，指在电机轴 被外力锁定的约束下，已目标温升为约束，可连续输出力矩的最高值，堵转力矩一 般高于额定转矩，改力矩受限于电机的电磁结构和热电阻等因素。 Ke值：永磁电机的反电动势常数Ke。Ke和Kt之间满足 Ke= Kt/√3关于伺服电机中的Ke、和Kt解释； 永磁电机的反电动势常数KE 只要电机在转动，必然会有线圈切割磁力线，所以会有反电动势产生。对于具体的某型号电机，其转
第二章机器人系统简介 2.1 机器人的运动机构(执行机构 机器人的运动机构是机器人实现对象操作及移动自身功能的载体,可以大体 分为操作手(包括臂和手和移动机构两类。对机器人的操作手而言,它应该象人的手臂那样,能把(抓持装工具的手依次伸到预定的操作位置,并保持相应的姿态,完成给定的操作;或者能够以一定速度,沿预定空间曲线移动并保持手的姿态,并在运动过程中完成预定的操作。移动机构应能将机器人移动到任意位置,并保持预定方位姿势。为此,它应能实现前进、后退、各方向的转弯等基本移动功能。在结构上它可以象人、兽、昆虫,具有二足、四足或六足的步行机构, 也可以象车或坦克那样采用轮或履带结构 2.1.1 机器人的臂结构 机器人的臂通常采用关节——连杆链形结构,它由连杆和连杆间的关节组 成。关节,又称运动副,是两个构件组成相对运动的联接。在关节的约束下,两连杆间只能有简单的相对运动。机器人中常用的关节主要有两类: (1 滑动关节 (Prismatic joint: 与关节相连的两连杆只能沿滑动轴做直 线位移运动,移动的距离是滑动关节的主要变量,滑动轴一般和杆的轴线重合或平行。 (2转动关节 (Revolute joint: 与关节相连的两连杆只能绕关节轴做相对 旋转运动,其转动角度是关节的主要变量,转动轴的方向通常与轴线重合或垂直。 杆件和关节的构成方法大致可分为两种:(1 杆件和手臂串联连接,开链机 械手 (2 杆件和手臂串联连接,闭链机械手。
以操作对象为理想刚体为例,物体的位置和姿态各需要 3 个独立变量来描 述。我们将确定物体在坐标系中位姿的独立坐标数目称为自由度(DOF (degree of freedom 。而机器人的自由度是由有关节数和每个关节所具有的自由度数决定的(每个关节可以有一个或多个自由度,通常为 1 个。机器人的自由度是独立的单独运动的数目,是表示机器人运动灵活性的尺度。(由驱动器能产生主动动作的自由度称为主动自由度,不能产生驱动力的自由度称为被动自由度。通常开链机构仅使用主动自由度机器人自由度的构成,取决于它应能保证完成与目标作业相适应的动作。分析可知,为使机器人能任意操纵物体的位姿,至少须 6DOF ,通常用三个自由度确定手的空间位置(手臂,三个自由度确定手的姿态 (手。比较而言,人的臂有七个自由度,手有二十个自由度,其中肩 3DOF ,肘 2 DOF ,碗 2DOF 。这种比 6 还多的自由度称为冗余自由度。人的臂由于有这样的冗余性,在固定手的位置和姿态的情况下,肘的位置不唯一。因此人的手臂能灵活回避障碍物。对机器人而言,冗余自由度的设置易于增强运动的灵活性,但由于存在多解,需要在约束条件下寻优,计算量和控制的难度相对增大。 典型的机器人臂结构有以下几种: (1直角坐标型 (Cartesian/rectanglar/gantry (3P 由三个线性滑动关节组成。 三个关节的滑动方向分别和直角坐标轴 x,y,z 平行。 工作空间是个立方体 (2圆柱坐标型 (cylindrical(R2P 由一个转动关节和两个滑动关节组成。 两个滑动关节分别对应于圆柱坐标的径向和垂直方向位置,一个旋 转关节对应关于圆柱轴线的转角。
伺服电机让你的机器人更有力量(一) 发表日期:2010-11-01 16:50:52 来源:《无线电》杂志作者:托德库尔特译/夏明新【大中小】浏 览:12918次评论:0条
当你听见电机运动时的那种标志性的“吱、吱、吱”声时，是否会想起机器人或者玩具里的伺服电机？遥控伺服电机是为无线控制的车模、航模而设计的，已经成为制作自动控制系统、电影效果、木偶效果的一种常见材料。 伺服电机不像常见的电机那样转，而是根据收到的命令来旋转，或者停止在0°～180°角的某个角度。伺服电机是让一个东西动起来的最简单的方法之一，而且可以选的伺服电机种类也很多。 伺服电机还可以经过稍稍的改动就变成高质量的、数字控制的变速电机。这篇文章里我会解释如何使用伺服电机，也会讲解如何让伺服电机连续转动。
理解伺服电机 无线伺服电机运用了多种技术，包括了直流电机、传动机构、传感器以及控制电路。这是一种伺服系统，利用了反馈控制环来调节系统功能。伺服系统典型的例子是温控加热系统，里面的温度传感器提供反馈，而加热元件提供输出，根据温度传感器得到的信息选择启动或关闭加热元件。对于无线伺服电机来说，传感器的输入是一个电位器，用于度量电机的旋转位置。控制电路读到电位器的阻值，然后根据目标位置调节电机的转向与转速。图A是一个标准的伺服电机的展开图以及闭环反馈控制环路。 选择伺服电机 伺服电机的形状及大小各异（见图B），常见的是标准伺服电机（1）。最小的伺服电机是微电机（2，3），最大的是高扭矩的（4）。所有的这些伺服电机都有同样的三线控制，因此根据需要更换小型或大型的伺服电机还是很方便的。 除了大小和重量之外，伺服电机还有两项重要的指标——扭矩和转速，这些由伺服电机中的电机和传动机构来决定。扭矩就是伺服电机的力，标准的伺服电机工作在5V的时候扭矩为 5.5kgf.cm。标准的速度是工作在5V的时候，需要0.2s/60。总体来说，大个的伺服电机速度比较慢，但是扭矩大。你在明确自己需要什么之后，就可以选择伺服电机的个头、等级了（标准型/微型/高扭矩型），然后在可选的里面挑个最便宜的。这些项目里我用的是微型的HexTronik HXT500伺服电机，扭矩为0.8 kgf.cm，转速为0.1s/60。