工业机器人实验报告
——机器人示教与离线编程实验
班级：机械41
组别：第一组
组员：陈豪 2140101003
尹鑫鑫 2140101023
武文家 2140101020
指导老师：桂亮
西安交通大学
2017年 5 月 3 日
西安交通大学实验报告
第页（共页）课程：工业机器人实验日期：2017年 5月 3 日
专业班号机械41组别第一组交报告日期：年月日
姓名陈豪学号2140101003 报告退发：（订正、重做）
姓名尹鑫鑫学号2140101023 教师审批签字：
姓名武文家学号2140101020
实验一机器人示教实验
一、实验目的
1.了解机器人示教与再现的原理；
2.掌握机器人示教和再现过程的操作方法。
二、实验设备
1.模块化机器人一台；
2.模块化机器人控制柜一台。
三、实验原理
机器人的示教-再现过程是分为四个步骤：示教、记忆、再现、操作。
示教，就是操作者把规定的目标动作(包括每个运动部件，每个运动轴的动作)一步一步
的教给机器人。
记忆，即是机器人将操作者所示教的各个点的动作顺序信息、动作速度信息、位姿信息
等记录在存储器中。
再现，便是将示教信息再次浮现，即根据需要，将存储器所存储的信息读出，向执行机
构发出具体的指令。
操作，指机器人以再现信号作为输入指令，使执行机构重复示教过程规定的各种动作。
示教的方法有很多种，有主从式，编程式，示教盒式等多种。
四、实验步骤
1.接通控制柜电源，按下“启动”按钮；
2.启动计算机，运行机器人软件；
3.点击主界面“模块组合方式”按钮，按照实际情况选择已组合的模块设备，并点击“确
定”按钮；
4.点击主界面“机器人复位”按钮，机器人进行回零运动。观察机器人的运动，所有模
块全部运动完成后，机器人处于零点位置；
5.点击“示教”按钮，出现界面；
6.在“速度”中选择示教速度(由左到右从低速到高速1.5度/秒、6度/秒、12度/秒、
24度/秒共四个挡，默认是6度/秒，一般情况下建议选择12度/秒；在“模块运动”
中有每个关节的正反向运动，持续按下相应模块的按钮，机器人的模块会按照指令运动，松开相应的按钮，机器人的模块会停止运动；
7.在机器人“模块状态”和“当前坐标”中，可以实时显示机器人的运动状态，当每运
动到一个点，必须按下“记录”按钮，在再现时机器人将忽略中间过程而只再现各个点，在“示教列表”中会记录并显示机器人相应模块运动的信息，继续运动其他模块，直到整个示教程序完成；
8.点击“保存”按钮，示教完的信息以(*.RBT6)格式保存在示教文件中；
9.点击“再现”按钮，机器人按照记录的机器人各模块信息再现一遍运动轨迹；
10.点击“清空”按钮会把示教列表全部清除。
11.点击“退出”按钮，退出当前界面；
12.点击“机器人复位”按钮，使机器人回到零点位置；
13.按下控制柜上的“停止”按钮，关闭计算机；
14.断开控制柜电源。
五、实验结果
1.示教实验结果截屏
图1.1 回参考点
图1.2 机械手吸取物块
图1.3 机器人放下物块 2.示教实验结果分析
2.1实验结论
在实验中，我们可以看到，经过示教和记忆后的机器人能够较为准确地再现示教过程的动作，能够完成物块的运输装配工作。
2.2实验问题
但在实验中，我们发现，有时机器人无法再现动作与示教动作有所偏差，即机器人无法准确到达物块所在位置，进行物块的搬运工作。
我们分析，造成该问题的原因有如下几点：
1.机器人的控制与响应有延迟，导致机器人运动存在偏差；
2.机器人的机械结构造成机器人的误差不可避免（如反向间隙的存在）；
3.机器人在运动过程中存在干扰，造成误差。
2.2实验过程总结
机器人示教过程总结：
1.通过控制软件可视化界面，控制机器人完成拾取物块、搬运物块、放置物块的工作；
2.在示教的同时完成记忆过程；
3.通过再现过程，计算机向机器人发出指令；
4.机器人接受指令，进行预定操作。
六、思考题
1.通过实验总结机器人示教－再现的概念
机器人示教和再现实际上是一个信号输入与输出过程。通过示教，机器人采集关键点的位置信息，并将位置反馈给存储器。在再现过程中，存储器将已有的位置以指令的形式发出，控制机器人按示教的顺序，完成对应的工作。
2.试分析机器人的示教属于PTP(点到点)控制还是输入CP(连续轨迹)控制
机器人的示教属于PTP（点到点）控制。
在实验中，我们注意到在示教过程中，每控制机器人到达一个新位置，都要重新记录机器人关键点的位置，由此可以看出机器人示教实际上是对关键点位置和到达顺序的记录。而再现是将关键点按顺序重新复现的过程。即机器人的示教属于PTP（点到点）控制。
西安交通大学实验报告
第页（共页）课程：工业机器人实验日期：2017年 5月 3 日
专业班号机械41组别第一组交报告日期：年月日
姓名陈豪学号2140101003 报告退发：（订正、重做）
姓名尹鑫鑫学号2140101023 教师审批签字：
姓名武文家学号2140101020
实验二机器人离线编程实验
一、实验目的
1.通过编程，实现对机器人的控制；
2.熟悉机器人的操作控制过程；
3.熟悉利用VC++实现可视化机器人控制程序的编写过程。
二、实验设备
1.模块化机器人一台；
2.模块化机器人控制柜一台。
三、实验内容
在Visual C++6.0中编写可视化机器人控制程序。
通过完成的控制系统，实现对机器人的一些简单操作。并要求控制程序能够控制机器人
的运动模式、选择方式、启动方式、运动速度、目标位置、运动方向、手爪张闭。
完成程序后在机器人上实现操作。
四、实验结果
1.程序界面截图
图2.1程序头文件截图
图2.2程序可视化界面截图
五、实验分析与总结
1.实验过程总结
在实验中，我们通过调用机器人动态链接库函数实现对机器人的控制。通过实验，我们有如下几点收获：
1.我们从函数形式中可以看出控制机器人需要提供给机器人一些参数（运动轴号、目标位置、运动速度、运动模式和启动方式）；
2.手部的控制函数与其他轴的控制函数不同，可见手部控制器是一个独立的部件；
3.只有当机器人的速度、目标位置控制在一个合适的范围内时、机器人的运动才能稳定。
4.不同的运动模式下，机器人方式有所不同。
2.实验问题分析
实验中遇到的最大问题是程序与机器人的链接问题，通过调用动态链接库最终能够实现机器人的链接。
由于我们不熟悉VC++语言，在编写程序时遇到了很多困难，但实际上，通过查找相关资料以及查看错误说明能够很好地解决问题。
六、机器人链接库编程实验程序
见附页
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专业班号机械41组别第一组交报告日期：年月日
姓名陈豪学号2140101003 报告退发：（订正、重做）
姓名尹鑫鑫学号2140101023 教师审批签字：
姓名武文家学号2140101020
机器人示教与离线编程实验总结
一、机器人示教与离线编程的对比
表1 机器人示教与离线编程的对比
二、实验体会
陈豪：
通过本次实验，我们了解了机器人的控制系统的组成。在实验中，我们进一步认识了示
教的作用，对机器人控制有了进一步的理解。并在实验中复习了方VC++程序的编写、有关
机器人示教和离线编程的相关知识、并对实验系统进行了分析。对机器人理论的相关知识有
了更深入的理解。
尹鑫鑫：
武文家：通过此次试验，我们亲自操作完成了六自由度机器人的示教，对六自由度机器
人机构和运转有了更深入的认知。在编程控制实验中，我们又回顾了vc++的编写与应用，
真正的把学到的知识用到了实践中去，对机器人的控制编程更加熟悉，也增加了对机器人开
发的兴趣
三、实验分工
表2 实验分工
西安交通大学实验报告附页
机器人离线编程程序
// expDlg.cpp : implementation file
//
#include "StdAfx.h"
#include "exp.h"
#include "expDlg.h"
#include "s6s1.h"
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif
////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ///
// CAboutDlg dialog used for App About
class CAboutDlg : public CDialog
{
public:
CAboutDlg();
// Dialog Data
//{{AFX_DATA(CAboutDlg)
enum { IDD = IDD_ABOUTBOX };
//}}AFX_DATA
// ClassWizard generated virtual function overrides
//{{AFX_VIRTUAL(CAboutDlg)
protected:
virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV support
//}}AFX_VIRTUAL
// Implementation
protected:
//{{AFX_MSG(CAboutDlg)
//}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP()
};
CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialog(CAboutDlg::IDD)
{
//{{AFX_DATA_INIT(CAboutDlg)
//}}AFX_DATA_INIT
}
void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)
{
CDialog::DoDataExchange(pDX);
//{{AFX_DATA_MAP(CAboutDlg)
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialog)
//{{AFX_MSG_MAP(CAboutDlg)
// No message handlers
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ///
// CExpDlg dialog
CExpDlg::CExpDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/)
: CDialog(CExpDlg::IDD, pParent)
{
//{{AFX_DATA_INIT(CExpDlg)
m_axis = 0;
m_runmod = 0;
m_trans = 30.0;
m_fh = 10.0;
m_dir = 0;
m_acc = 0;
m_hand = FALSE;
m_str = _T("");
//}}AFX_DATA_INIT
// Note that LoadIcon does not require a subsequent DestroyIcon in Win32 m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME);
}
void CExpDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)
{
CDialog::DoDataExchange(pDX);
//{{AFX_DATA_MAP(CExpDlg)
DDX_Radio(pDX, IDC_XMOTOR, m_axis);
DDX_Radio(pDX, IDC_SPEED, m_runmod);
DDX_Text(pDX, IDC_TRANS, m_trans);
DDX_Text(pDX, IDC_FH, m_fh);
DDX_Radio(pDX, IDC_PDIR, m_dir);
DDX_Radio(pDX, IDC_RADIO11, m_acc);
DDX_Check(pDX, IDC_CHECK_HAND, m_hand);
DDX_Text(pDX, IDC_EDIT1, m_str);
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP(CExpDlg, CDialog)
//{{AFX_MSG_MAP(CExpDlg)
ON_WM_SYSCOMMAND()
ON_WM_PAINT()
ON_WM_QUERYDRAGICON()
ON_BN_CLICKED(IDC_TRANS_START, OnTransStart)
ON_BN_CLICKED(IDC_SUDDEN_STOP, OnSuddenStop)
ON_BN_CLICKED(IDC_XMOTOR, OnXmotor)
ON_BN_CLICKED(IDC_YMOTOR, OnYmotor)
ON_BN_CLICKED(IDC_ZMOTOR, OnZmotor)
ON_BN_CLICKED(IDC_UMOTOR, OnUmotor)
ON_BN_CLICKED(IDC_VMOTOR, OnVmotor)
ON_BN_CLICKED(IDC_WMOTOR, OnWmotor)
ON_BN_CLICKED(IDC_SPEED, OnSpeed)
ON_BN_CLICKED(IDC_POSITION, OnPosition)
ON_BN_CLICKED(IDC_PDIR, OnPdir)
ON_BN_CLICKED(IDC_NDIR, OnNdir)
ON_BN_CLICKED(IDC_RADIO11, OnRadio11)
ON_BN_CLICKED(IDC_RADIO12, OnRadio12)
ON_EN_CHANGE(IDC_FH, OnChangeFh)
ON_EN_CHANGE(IDC_TRANS, OnChangeTrans)
ON_BN_CLICKED(IDC_CHECK_HAND, OnCheckHand)
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ///
// CExpDlg message handlers
BOOL CExpDlg::OnInitDialog()
{
CDialog::OnInitDialog();
// Add "About..." menu item to system menu.
// IDM_ABOUTBOX must be in the system command range.
ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);
ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);
CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);
if (pSysMenu != NULL)
{
CString strAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);
if (!strAboutMenu.IsEmpty())
{
pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);
pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);
}
}
// Set the icon for this dialog. The framework does this automatically // when the application's main window is not a dialog
SetIcon(m_hIcon, TRUE); // Set big icon
SetIcon(m_hIcon, FALSE); // Set small icon
// TODO: Add extra initialization here
s6s1_set_critical ( NULL) ;
s6s1_init( 1, NULL, true) ;
s6s1_select ( 1) ;
return TRUE; // return TRUE unless you set the focus to a control
}
void CExpDlg::OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam)
{
if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX)
{
CAboutDlg dlgAbout;
dlgAbout.DoModal();
}
else
{
CDialog::OnSysCommand(nID, lParam);
}
}
// If you add a minimize button to your dialog, you will need the code below // to draw the icon. For MFC applications using the document/view model, // this is automatically done for you by the framework.
void CExpDlg::OnPaint()
{
if (IsIconic())
{
CPaintDC dc(this); // device context for painting
SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, (WPARAM) dc.GetSafeHdc(), 0);
// Center icon in client rectangle
int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);
int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);
CRect rect;
GetClientRect(&rect);
int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;
int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;
// Draw the icon
dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);
}
else
{
CDialog::OnPaint();
}
}
// The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags // the minimized window.
HCURSOR CExpDlg::OnQueryDragIcon()
{
return (HCURSOR) m_hIcon;
}
void CExpDlg::OnTransStart()
{
// TODO: Add your control notification handler code here
if (!UpdateData( true) ) return;
if ( m_fh<0) m_fh=- 1*m_fh;
if (m_dir==1)
m_fh=m_fh*( - 1) ;
if (m_runmod==0)
s6s1_moveone( m_axis, m_trans, m_fh, true, m_acc==1) ;
else
s6s1_moveone( m_axis, m_trans, m_fh, false, m_acc==1) ; }
void CExpDlg::OnSuddenStop()
{
// TODO: Add your control notification handler code here if ( ! UpdateData( true) ) return;
s6s1_stop_axis( m_axis) ;
}
void CExpDlg::OnCancel()
{
// TODO: Add extra cleanup here
s6s1_close();
CDialog::OnCancel();
}
void CExpDlg::OnXmotor()
{
// TODO: Add your control notification handler code here m_axis=0;
}
void CExpDlg::OnYmotor()
{
// TODO: Add your control notification handler code here m_axis=1;
}
void CExpDlg::OnZmotor()
{
// TODO: Add your control notification handler code here m_axis=2;
}
void CExpDlg::OnUmotor()
{
// TODO: Add your control notification handler code here m_axis=3;
}
void CExpDlg::OnVmotor()
{
// TODO: Add your control notification handler code here m_axis=4;
}
void CExpDlg::OnWmotor()
{
// TODO: Add your control notification handler code here m_axis=5;
}
void CExpDlg::OnSpeed()
{
// TODO: Add your control notification handler code here m_runmod=1;
}
void CExpDlg::OnPosition()
{
// TODO: Add your control notification handler code here m_runmod=0;
}
void CExpDlg::OnPdir()
{
// TODO: Add your control notification handler code here m_dir=1;
}
void CExpDlg::OnNdir()
{
// TODO: Add your control notification handler code here m_dir=-1;
}
void CExpDlg::OnRadio11()
{
// TODO: Add your control notification handler code here
m_acc=0;
}
void CExpDlg::OnRadio12()
{
// TODO: Add your control notification handler code here
m_acc=1;
}
void CExpDlg::OnChangeFh()
{
// TODO: If this is a RICHEDIT control, the control will not
// send this notification unless you override the CDialog::OnInitDialog() // function and call CRichEditCtrl().SetEventMask()
// with the ENM_CHANGE flag ORed into the mask.
// TODO: Add your control notification handler code here
GetDlgItemText(IDC_FH,m_str);
m_fh=_ttoi(m_str);
}
void CExpDlg::OnChangeTrans()
{
// TODO: If this is a RICHEDIT control, the control will not
// send this notification unless you override the CDialog::OnInitDialog() // function and call CRichEditCtrl().SetEventMask()
// with the ENM_CHANGE flag ORed into the mask.
// TODO: Add your control notification handler code here
GetDlgItemText(IDC_TRANS,m_str);
m_trans=_ttoi(m_str);
}
void CExpDlg::OnCheckHand()
{
// TODO: Add your control notification handler code here
if ( !UpdateData( true) )
return;
if (m_hand)
{
s6s1_hand( 1) ;
GetDlgItem( IDC_CHECK_HAND) ->SetWindowText( "手爪闭合") ;
}
else
{
s6s1_hand(0) ;
GetDlgItem( IDC_CHECK_HAND) ->SetWindowText( "手爪张开") ;
}
int s6s1_hand(m_hand);
}
实验报告 （理工类） 课程名称: 机器人创新实验 课程代码: 6003199 学院(直属系): 机械学院机械设计制造系 年级/专业/班: 2010级机制3班 学生姓名: 学号: 实验总成绩: 任课教师: 李炜 开课学院: 机械工程与自动化学院 实验中心名称: 机械工程基础实验中心
一、设计题目 工业机器人设计及仿真分析 二、成员分工：（5分） 三、设计方案：（整个系统工作原理和设计）（20分） 1、功能分析 工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 本次我们小组所设计的工业机器人主要用来完成以下任务： （1）、完成工业生产上主要焊接任务； （2）、能够在上产中完成油漆、染料等喷涂工作； （3）、完成加工工件的夹持、送料与转位任务； （5）、对复杂的曲线曲面类零件加工；（机械手式数控加工机床，如英国DELCAM公司所提供的风力发电机叶片加工方案，起辅助软体为powermill，本身为DELCAM公司出品）
六轴工业机器人模块 实验报告 姓名：张兆伟 班级：13 班 学号：2015042130 日期：2016年8月25日
六轴工业机器人模块实验报告 一、实验背景 六自由度工业机器人具有高度的灵活性和通用性，用途十分广泛。本实验是在开放的六自由度机器人系统上，采用嵌入式多轴运动控制器作为控制系统平台，实现机器人的运动控制。通过示教程序完成机器人的系统标定。学习采用C++编程设计语言编写机器人的基本控制程序，学习实现六自由度机器人的运动控制的基本方法。了解六自由度机器人在机械制造自动化系统中的应用。 在当今高度竞争的全球市场，工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。这意味着，制造企业所承受的压力日益增大，既要应付低成本国家的对手，还要面临发达国家的劲敌，二后者为增强竞争力，往往不惜重金改良制造技术，扩大生产能力。 机器人是开源节流的得利助手，能有效降低单位制造成本。只要给定输入成值，机器人就可确保生产工艺和产品质量的恒定一致，显著提高产量。自动化将人类从枯燥繁重的重复性劳动中解放出来，让人类的聪明才智和应变能力得以释放，从而生产更大的经济回报。 二、实验过程 1、程序点0——开始位置 把机器人移动到完全离开周边物体的位置，输入程序点 0。按下手持操作示教器上的【命令一览】键，这时在右侧弹出指令列表菜单如图： 按手持操作示教器【下移】键，使{移动 1}变蓝后，按【右移】键，打开{移动 1}子列表，MOVJ 变蓝后，按下【选择】键，指令出现在命令编辑区。修改指令参数为需要的参数，设置速度，使用默认位置点 ID 为 1。（P1 必须提前示教好）。按下手持操作示教器上的【插入】键，这时插入绿色灯亮起。然后再按
智能机器人实验报告1 学院：化学与材料科学学院 学号： 2015100749 姓名：朱巧妤 评阅人：评阅时间：
实验1 电驱动与控制实验 （一）实验目的 熟悉和掌握机器人开发环境使用，超声传感器、碰撞传感器、温度传感器、颜色传感器等常见机器人传感器工作原理与使用方法，熟悉机器人平台使用与搭建；设计一个简单的机器人，并采用多种程序设计方法使它能动起来。 （二）仪器工具及材料 计算机、机器人实验系统、机器人软件开发平台、编程下载器等设备。 （三）内容及程序 实验内容： （1）碰撞传感器原理与应用； （2）颜色传感器原理与应用； （3）测距传感器原理与应用； （4）温度传感器原理与应用； （5）熟悉开发环境使用与操作；设计一个简单轮式移动机器人，并使用图形化编程方式实现对机器人的控制，通过该设计掌握机器人开发平台的结构设计、程序设计等基本方法。 实验步骤： 1)首先确定本次要做的机器人为货架物品颜色辨别的机器人。 2)根据模型将梁、轴、插销、螺丝等零件拼装成一个货架台 3)将货架台安装上可识别颜色的摄像头，并装在控制器上方，将两个摄像头的连接线分 别插入控制器的传感器接口，将显示器连接线插入传感器接口。 4)拼装完成后将控制器连接电脑，在电脑上运用Innobot软件对机器人进行颜色识别动 作的编程，拖动颜色传感器模块，对应选择数码管接口以及两个摄像头的接口，使机器人能将货架台上物品的颜色反应到数码管上。 5)将所编程序进行上传。测试看机器人是否能将颜色反映到显示器上完成所编动作。
（四）结果及分析 使用梁和轴以及螺钉拼装出货架台。 将拼装好的货架台装到传感器上。
六轴工业机器人模块 实验报告
六轴工业机器人模块实验报告 一、实验背景 六自由度工业机器人具有高度得灵活性与通用性,用途十分广泛。本实验就是在开放得六自由度机器人系统上,采用嵌入式多轴运动控制器作为控制系统平台,实现机器人得运动控制。通过示教程序完成机器人得系统标定。学习采用C++编程设计语言编写机器人得基本控制程序,学习实现六自由度机器人得运动控制得基本方法。了解六自由度机器人在机械制造自动化系统中得应用。 在当今高度竞争得全球市场,工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。这意味着,制造企业所承受得压力日益增大,既要应付低成本国家得对手,还要面临发达国家得劲敌,二后者为增强竞争力,往往不惜重金改良制造技术,扩大生产能力。 机器人就是开源节流得得利助手,能有效降低单位制造成本。只要给定输入成值,机器人就可确保生产工艺与产品质量得恒定一致,显著提高产量。自动化将人类从枯燥繁重得重复性劳动中解放出来,让人类得聪明才智与应变能力得以释放,从而生产更大得经济回报。 二、实验过程 1、程序点0——开始位置 把机器人移动到完全离开周边物体得位置,输入程序点 0。按下手持操作示教器上得【命令一览】键,这时在右侧弹出指令列表菜单如图: 按手持操作示教器【下移】键,使{移动 1}变蓝后,按【右移】键,打开{移动1}子列表,MOVJ 变蓝后,按下【选择】键,指令出现在命令编辑区。修改指令参数为需要得参数,设置速度,使用默认位置点 ID 为 1。(P1 必须提前示教好)。按下手持操作示教器上得【插入】键,这时插入绿色灯亮起。然后再按下【确认】键,指令插入程序文件记录列表中。此时列表内容显示为: MOVJ P=1 V=25 BL=0 (工作原点)
一、机器人的定义 美国机器人协会（RIA）的定义: 机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用的装置，通过可编程序动作来执行种种任务的、并具有编程能力的多功能机械手。 日本工业机器人协会(JIRA—Japanese Industrial Robot Association)：一种带有存储器件和末端执行器的通用机械，它能够通过自动化的动作替代人类劳动。(An all—purpose machine equipped with a memory device and an end—effector，and capable of rotation and of replacing human labor by automatic performance of movements．) 世界标准化组织(ISO)：机器人是一种能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务的机器。(A robot is a machine which can be programmed to perform some tasks which involve manipulative or locomotive actions under automatic control．) 中国(原机械工业部)：工业机器人是一种能自动定位控制、可重复编程、多功能多自由度的操作机，它能搬运材料、零件或夹持工具，用以完成各种作业。 二、机器人定义的本质： 首先，机器人是机器而不是人，它是人类制造的替代人类从事某种作业的工具，它能是人的某些功能的延伸。在某些方面，机器人可具有超越人类的能力，但从本质上说机器人永远不可能全面超越人类。
北京理工大学珠海学院实验报告 实验课程：工业机器人实验名称：实验一：工业机器人认识 教师：时间：班级：姓名：学号： 一、实验目的与任务 了解6自由度工业机器人的机械结构，工作原理，性能指标、控制系统，并初步掌握操作。了解6自由度工业机器人在柔性制造系统中的作用。 二、实验设备 FMS系统（含6-DOF工业机器人） 三、实验内容与步骤 1、描述工业机器人的机械结构、工作原理及性能指标。 2、描述控制系统的组成及各部分的作用。
3、描述机器人的软件平台及记录自己在进行实际操作时的步骤及遇到的问题以及自己的想法。教师批阅:
北京理工大学珠海学院实验报告 实验课程：工业机器人实验名称：实验二：机器人坐标系的建立 教师：时间：班级：姓名：学号： 一、实验目的与任务 了解机器人建立坐标系的意义；了解机器人坐标系的类型；掌握用D-H方法建立机器人坐标系的方法与步骤。 二、实验设备 FMS系统（含6-DOF工业机器人） 三、实验内容与步骤 1、描述机器人建立坐标系的意义以及机器人坐标系的类型。 2、深入研究机器人机械结构，建立6自由度关节型机器人杆件坐标系，绘制机器人杆件坐标系图。
教师批阅:
实验课程：工业机器人实验名称：实验三：机器人示教编程与再现控制 教师：时间：班级：姓名：学号： 一、实验目的与任务 了解机器人示教编程的工作原理，掌握6自由度工业机器人的示教编程与再现控制。 二、实验设备 FMS系统（含6-DOF工业机器人） 三、实验内容与步骤 1、描述机器人示教编程的原理。 2、详细叙述示教编程与再现的操作步骤，记录每一个程序点，并谈谈实验心得体会。教师批阅:
竭诚为您提供优质文档/双击可除工业机器人实验报告 篇一：《工业机器人》实验报告 北京理工大学珠海学院实验报告 实验课程：工业机器人实验名称：实验一：工业机器人认识 教师：时间：班级：姓名：学号： 一、实验目的与任务 了解6自由度工业机器人的机械结构，工作原理，性能指标、控制系统，并初步掌握操作。了解6自由度工业机器人在柔性制造系统中的作用。二、实验设备 Fms系统（含6-DoF工业机器人）三、实验内容与步骤 1、描述工业机器人的机械结构、工作原理及性能指标。 2、描述控制系统的组成及各部分的作用。 3、描述机器人的软件平台及记录自己在进行实际操作时的步骤及遇到的问题以及自己的想法。 教师批阅: 北京理工大学珠海学院实验报告
实验课程：工业机器人实验名称：实验二：机器人坐标系的建立 教师：时间：班级：姓名：学号： 一、实验目的与任务 了解机器人建立坐标系的意义；了解机器人坐标系的类型；掌握用D-h方法建立机器人坐标系的方法与步骤。二、实验设备 Fms系统（含6-DoF工业机器人） 三、实验内容与步骤 1、描述机器人建立坐标系的意义以及机器人坐标系的类型。 2、深入研究机器人机械结构，建立6自由度关节型机器人杆件坐标系，绘制机器人杆件坐标系图。 教师批阅: 北京理工大学珠海学院实验报告 实验课程：工业机器人实验名称：实验三：机器人示教编程与再现控制 教师：时间：班级：姓名：学号： 一、实验目的与任务 了解机器人示教编程的工作原理，掌握6自由度工业机器人的示教编程与再现控制。二、实验设备 Fms系统（含6-DoF工业机器人）三、实验内容与步骤
1、描述机器人示教编程的原理。 2、详细叙述示教编程与再现的操作步骤，记录每一个程序点，并谈谈实验心得体会。 教师批阅: 篇二：工业机器人实验报告 工业机器人实验报告 姓名： 年级： 学号： 前言 六自由度工业机器人是个较新的课题，虽然其在国外已经具有了较完善的研究，但是在国内对于它的研究依旧停留在较低的水平上。机器人技术几种了机械工程、电子技术、计算机技术、自动化控制理论及人工智能等多学科的最新研究成果，代表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。在传统的制造领域，工业机器人经过诞生、成长、成熟期后，已成为不可缺少的核心自动化装备，目前世界上有近百万台工业机器人正在各种生产现场工作。在非制造领域，上至太空舱、宇宙飞船、月球探索，下至极限环境作业、医疗手术、日常生活服务，机器人技术的应用以拓展到社会经济发展的诸多领域。 一、六自由度机械手臂系统的介绍
工业机器人实验报告-机械-示教-离线编程
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工业机器人实验报告 ——机器人示教与离线编程实验 班级：机械41 组别：第一组 组员：陈豪 2140101003 尹鑫鑫 2140101023 武文家 2140101020 指导老师：桂亮 西安交通大学 2017年 5 月 3 日
西安交通大学实验报告 第页（共页）课程：工业机器人实验日期：2017年 5月 3 日 专业班号机械41组别第一组交报告日期：年月日 姓名陈豪学号2140101003 报告退发：（订正、重做） 姓名尹鑫鑫学号2140101023 教师审批签字： 姓名武文家学号2140101020 实验一机器人示教实验 一、实验目的 1.了解机器人示教与再现的原理； 2.掌握机器人示教和再现过程的操作方法。 二、实验设备 1.模块化机器人一台； 2.模块化机器人控制柜一台。 三、实验原理 机器人的示教-再现过程是分为四个步骤：示教、记忆、再现、操作。 示教，就是操作者把规定的目标动作(包括每个运动部件，每个运动轴的动作)一步一步 的教给机器人。 记忆，即是机器人将操作者所示教的各个点的动作顺序信息、动作速度信息、位姿信息 等记录在存储器中。 再现，便是将示教信息再次浮现，即根据需要，将存储器所存储的信息读出，向执行机 构发出具体的指令。 操作，指机器人以再现信号作为输入指令，使执行机构重复示教过程规定的各种动作。 示教的方法有很多种，有主从式，编程式，示教盒式等多种。 四、实验步骤 1.接通控制柜电源，按下“启动”按钮； 2.启动计算机，运行机器人软件； 3.点击主界面“模块组合方式”按钮，按照实际情况选择已组合的模块设备，并点 击“确定”按钮； 4.点击主界面“机器人复位”按钮，机器人进行回零运动。观察机器人的运动，所 有模块全部运动完成后，机器人处于零点位置； 5.点击“示教”按钮，出现界面；
机电综合实验报告 两轮机器人 姓名：付文晖 班级：车辆工程二班 学号： 20110402216 同组成员：张彬 20110402203 平梦浩 20110402103 2014年12月
目录 一、实验目的.................................................. - 2 - 二、实验设备.................................................. - 2 - 三、实验内容.................................................. - 2 - 四、实验原理.................................................. - 2 - 4.1、实验平台——C51+AVR 控制板........................... - 2 - 4.2、开发平台——Keil μVision2........................... - 4 - 4.3、开发辅助工具——USBASP程序下载器软件................ - 5 - 4.4、机器人定速巡航与日字行走............................. - 6 - 4.5、机器人触须导航....................................... - 7 - 4.6、机器人红外导航....................................... - 8 - 五、实验过程及结果........................................... - 10 - 5.1、定速巡航与日字行走.................................. - 10 - 5.1.1、直线向前行走.................................. - 10 - 5.1.2、向左转1/4圈.................................. - 10 - 5.1.3、向右转1/4圈.................................. - 10 - 5.1.4、向后退........................................ - 11 - 5.1.5、日字行走...................................... - 11 - 5.2、触须导航............................................ - 12 - 5.2.1、实验准备...................................... - 12 - 5.2.2、安装胡须...................................... - 13 - 5.2.3、测试胡须...................................... - 14 - 5.2.4、触须导航程序.................................. - 14 - 5.3、红外导航............................................ - 16 - 5.3.1、搭建IR发射和探测器对......................... - 16 - 5.3.2、为何要使用三极管9013 ......................... - 17 - 5.3.3、测试红外发射探测器............................ - 17 - 5.2.4、红外导航程序.................................. - 18 - 六、实验心得................................................. - 22 -
工业机器人拆装实验报告 学校：湖南大学 学院：机械与运载工程学院 专业：机自1201 姓名：吴子超201211020121 徐文达201211010122 纪后继201210010108 刘建国201204010110
前言 六自由度工业机器人是个较新的课题，虽然其在国外已经具有了较完善的研究，但是在国内对于它的研究依旧停留在较低的水平上。机器人技术几种了机械工程、电子技术、计算机技术、自动化控制理论及人工智能等多学科的最新研究成果，代表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。在传统的制造领域，工业机器人经过诞生、成长、成熟期后，已成为不可缺少的核心自动化装备，目前世界上有近百万台工业机器人正在各种生产现场工作。在非制造领域，上至太空舱、宇宙飞船、月球探索，下至极限环境作业、医疗手术、日常生活服务，机器人技术的应用以拓展到社会经济发展的诸多领域。 一、六自由度机械手臂系统的介绍 在本次综合创新型试验中我们用到的是六自由度机械手,其是典型的机电一体化设备,在该试验中我们主要是在对其机械臂进行拆卸,然后认真观察其内部机械结构，而后再进行组装，最后再运行整个机
械臂并检测其运动功能。在实验中我们所用的机械手臂实物图： 六自由度机械手臂是一套具有6个自由度的典型串联式小型关 节型机械手臂, 带有小型手抓式;主要由机械系统和控制系统两大部分组成,其机械系统的各部分采用模块化结构,每个部分分别由一个 伺服电动机来带动,每个电动机在根据控制要求以及程序的要求来运动从而实现运动要求;其机械系统主要包括以下六个组件,如图所示PSC Port0,1,2,3,4,5六个组件也就是底座，臂膀，手腕及夹持手指。每个组件由一个伺服电机驱动关节运动，组件1也就是由PSC Port0
机器人实验报告 院系：电气信息工程学院班级：XX级电气X班 姓名：XXX 提交日期：201X年X月X日
前言 作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。机器人的应用越来越广泛,需求越来越大,其技术研究与发展越来越深入，这将提高社会生产率与产品质量,为社会创造巨大的财富。本文将从工业机器的发展历史，现状及未来趋势进行阐述。机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自20世纪60年代初问世以来，经历了近50年的发展已取得显著成果。走向成熟的工业机器人，各种用途的特种机器人的实用化，昭示着机器人技术灿烂的明天。 一、发展历史 工业机器人诞生于20 世纪60 年代，在20 世纪90 年代得到迅速发展，是最先产业化的机器人技术.它是综合了计算机，控制论，机构学，信息和传感技术，人工智能，仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域.它的出现是为了适应制造业规模化生产,解决单调,重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业.在我国,工业机器人的真正使用到现在已经接近20 多年了，已经基本实现了试验,引进到自主开发的转变,促进了我国制造业,勘探业等行业的发展.随着我国改革开放的逐渐深入,国内的工业机器人产业将面对越来越大的竞争与冲击,因此,掌握国内工业机器人市场的实际情况,把握 我国工业机器人的相关技术与研究进展,显得十分重要。 二、发展现状 在普及第一代工业机器人的基础上,第二代工业机器人已经推广,成为主流安装机型,第三代智能机器人已占有一定比重(占日本1998年安装台数的10%,销售额的36%) (1)机械结构:1) 已关节型为主流,80年代发明的使用于装配作业的平 面关节机器人约占总量的1/3.90年代初开发的适应于窄小空间,快节奏,360度全工作空间范围的垂直关节机器人大量用于焊接和上,下料.2)应3K 和汽车,建筑,桥梁等行业需求, 超大型机器人应运而生.如焊接树10米长,10吨以上大构件的弧焊机器人群,采取蚂蚁啃骨头的协作机构.3)CAD,CAE 等技术已普遍用于设计,仿真和制造中. (2)控制技术:1) 大多数采用32位CPU,控制轴数多达27轴,NC 技术,离线编程技术大量采用.2) 协调控制技术日趋成熟,实现了多手与变位机, 多机器人的协调控制, 正逐步实现多智能体的协调控制. 采用基于PC 的开放 结构的控制系统已成为一股潮3) 流,其成本低,具有标准现场网络功能. (3)驱动技术:1) 80年代发展起来的AC 侍服驱动已成为主流驱动技术用于工业机器人中.DD 驱动技术则广泛地用于装配机器人中.2) 新一代的侍服电机与基于微处 理器的智能侍服控制器相结合已由FANUC 等公司开发并用于工业机器人中, 在远程控制中已采用了分布式智能驱动新技术. (4)应用智能化的传感器:装有视觉传感器的机器人数量呈上升趋势,不少机器人装有两种传感器,有些机器人留了多种传感器接口. (5)通用机器人编程语言:在ABB 公司的20多个小型号产品中,采用了通用模化块语言RAPID.最近美国"机器人工作空间技术公司"开发了Robot Script V.10通用语言,运行于该公司的通用机器人控制器URC 的Win NT/95环境.该语言易学医用,可用于各种开发环境,与大多数WINDOWS 软件产品兼容. (6)网络通用方式:大部分机器人采用了Ether 网络通讯方式,占总量的41.3,其它采用RS-232,RA-422,RS-485等通讯接口. (7)高速,高精度,多功能化:目前,最快的装配机器人最大合成速度为16.5m/s. 位置重复精度为正负0.01mm. 但有一种速度竞达到80m/s; 而另一种并连机构的NC 机器人, 其位置重复精度大1微秒. (8)集成化与系统化:当今工业机器人技术的另一特点是应用从单机,单
机器人实验报告 1、 实验目的： 1、 认识“能力风暴”机器人，并会简单编辑程序，使其完成规 定动作。 2、 了解“能力风暴机器人内部构造，认识声音、光敏、碰撞等 传感器。 3、 了解AS多功能拓展卡，并能够简单应用。 2、 实验过程： 各组领取能力风暴机器人，老师对其进行讲解，然后各组对其观察，认识，并编辑一些小程序对其进行简单操 作。 1、认识能力风暴机器人 AS-UII有一个功能很强的“大脑”和一组灵敏的“感觉”器官。它不仅可以随着外部环境敏捷地作出反应，而 且还可以与你进行交流。它有听觉、视觉、和触觉，它还 会象人一样使用动作和声音，来表达与它周围世界互动时 的感觉。 开关：控制AS-UII电源的按钮。 电源指示灯：电源指示灯的颜色是绿色。开机时，这个灯会发光，告诉你机器人已经进入工作状态了！
充电指示灯：当你给机器人充电时，充电指示的红灯发光。 充电口：只要将充电器的直流输出端插在充电口上，再将另一端接到 220V电源上即可。 下载口：使用时只需将串口通信线的一端接下载口，另一端连接在电脑机箱后面的一个九针串口上。 “复位/ASOS”按钮：这是个复合按钮，用于下载操作系统和复位。 复位功能：在机器人运行程序的过程中，按下此按钮，机器人就会中断程序的运行。如果要重新运行程序，须按运行键。 下载操作系统功能：连接好串口通信线，打开机器人电源开关，在VJC1.5流程图编辑界面中选择“工具（T）--更新操作系统”命令，然后按下此按钮，即可下载操作系统。 运行键：机器人开机后，按击“运行”键，就可以运行最近下载的程序。 通信指示灯：通信指示灯位于机器人主板的前方，是一个黄色的小灯。在给机器人下载程序时，这个黄灯闪烁，表明下载正常，程序正在进入机器人的“大脑”。
机器人学基础 实验报告 中南大学机电工程学院机械电子工程系 2016年10月
一、实验目的 1．了解四自由度机械臂的开链结构； 2．掌握机械臂运动关节之间的坐标变换原理； 3．学会机器人运动方程的正反解方法。 二、实验原理 本实验以SCARA 四自由度机械臂为例研究机器人的运动学问题.机器人运动学问题包括运动学方程的表示,运动学方程的正解、反解等,这些是研究机器人动力学和机器人控制的重要基础,也是开放式机器人系统轨迹规划的重要基础。 机械臂杆件链的最末端是机器人工作的末端执行器(或者机械手)，末端执行器的位姿是机器人运动学研究的目标，对于位姿的描述常有两种方法：关节坐标空间法和直角坐标空间法。 关节坐标空间： 末端执行器的位姿直接由各个关节的坐标来确定，所有关节变量构成一个关节矢量，关节矢量构成的空间称为关节坐标空间。图1-1是GRB400机械臂的关节坐标空间的定义。因为关节坐标是机器人运动控制直接可以操纵的，因此这种描述对于运动控制是非常直接的。 直角坐标空间： 机器人末端的位臵和方位也可用所在的直角坐标空间的坐标及方位角来描述，当描述机器人的操作任务时，对于使用者来讲采用直角坐标更为直观和方便（如图1-2）。 当机器人末端执行器的关节坐标给定时，求解其在直角坐标系中的坐标就是 正向运动学求解（运动学正解）问题；反之，当末端执行器在直角坐标系中的坐 图1-1 机器人的关节坐标空间 图1-2 机器人的直角坐标空间法
标给定时求出对应的关节坐标就是机器人运动学逆解（运动学反解）问题。运动学反解问题相对难度较大，但在机器人控制中占有重要的地位。 机器人逆运动学求解问题包括解的存在性、唯一性及解法三个问题。 存在性：至少存在一组关节变量来产生期望的末端执行器位姿，如果给定末端执行器位臵在工作空间外，则解不存在。 唯一性：对于给定的位姿，仅有一组关节变量来产生希望的机器人位姿。机器人运动学逆解的数目决定于关节数目、连杆参数和关节变量的活动范围。通常按照最短行程的准则来选择最优解，尽量使每个关节的移动量最小。 解法：逆运动学的解法有封闭解法和数值解法两种。在末端位姿已知的情况下，封闭解法可以给出每个关节变量的数学函数表达式；数值解法则使用递推算法给出关节变量的具体数值，速度快、效率高，便于实时控制。下面介绍D-H 变化方法求解运动学问题。 建立坐标系如下图所示 连杆坐标系{i }相对于{ i ?1 }的变换矩阵可以按照下式计算出，其中连杆坐标系D-H 参数为由表1-1给出。 齐坐标变换矩阵为： 其中描述连杆i 本身的特征；和描述连杆i?1与i 之间的联系。对于旋转关节，仅是关节变量，其它三个参数固定不变；对于移动关节，仅是关节变量，其它三个参数不变。
机器人足球仿真 实 验 报 告
班级： 姓名： 学号： 年月日
实验一机器人足球比赛编程预备知识 1.实验目的 掌握RoboCup仿真机器人足球比赛相关知识点，具体内容如下： (1)Linux操作系统的熟悉及了解其基本操作。 (2)掌握Linux下如何进行C++编程，了解gcc编译器以及一些简单编辑工 具，如：vi、emacs、gedit、Anjuta、Kdevelope等。 (3)启动RoboCup仿真（2D）足球队的比赛。 2.实验设备 硬件环境：PC机 软件环境：操作系统linux 3.实验内容 (1)掌握Linux一些常用的命令 ●文件或目录处理 格式：ls [-atFlgR][name] 第一项是一些语法加量。第二项是文件名。 常用的方法有： ls 列出当前目录下的所有文件。 ls –a 列出包括以．开始的隐藏文件的所有文件名。 ls –t 依照文件最后修改时间的顺序列出文件名。 ls –F 列出当前目录下的文件名及其类型。以/结尾表示为目录名、以*结尾表示未可执行文件、以@结尾表示为符号连接。 ls –l 列出目录下所有文件的权限、所有者、文件大小、修改时间及名称。 ls –lg 同上，并显示出文件的所有者工作组名。 ls –R 显示出目录下以及其所有子目录的文件名。 ●改变工作目录 格式:：cd [name] name ：目录名、路径或目录缩写。 常用的方法有： cd 改变目录位置至用户登录时的工作目录。 cd dirl 改变目录位置至dirl目录下。 cd ~user 改变目录位置至用户的工作目录。 cd ..改变目录位置至。 cd ../user 改变目录位置至相对路径user的目录下。 cd /../.. 改变目录位置至绝对路径的目录位置下。 ●复制文件 格式：cp [-r] 源地址目的地址
机器人足球实验报 告 专业：计算机科学与技术 课程名称：足球机器人理论与实践 指导老师：刘钊 学号： 200813137197 学生姓名：顾伟
1.实验目的 1)逐步掌握FIRA平台的使用 2)掌握FIRA客户端智能体的编写 3)完成指定的智能体功能与动作 2.程序清单： #ifndef_AFX_NO_DAO_SUPPORT_5V5_PARAMETER #include
运动控制器基本功能实验报告一、运动控制器、伺服电机控制系统组成 计算机 运动 控制器 伺服驱 动器 速度 指令 电机实 际位置 伺服 电机 轨迹 指令 编码器 二、实验设备及搭建方法 答：1、运动控制器：美国Galil DMC4080运动控制器 2、伺服电机：日本安川SGDV 750W伺服电机 三、编程实验 1.多轴按照指定速度、位置，各自独立运动； 要求：自己设定速度、位置； 程序：说明 #A PA2000,1500,100 A,B,C 轴运动距离分别为2000，1500，100 计数单位SP15000,10000,5000 A,B,C 轴运动速度分别为15000，10000，5000 计数单位/sec AC500000,500000,500000 各轴加速度为500000 计数单位/sec2 DC500000,500000,500000 各轴减速度为500000 计数单位/sec2 BGA WT20 BGB WT20 BGC EN 2.多轴电子齿轮同步运动； 要求：B主动，C从动，传动比3 程序： #A
GA,B GR,3 GD6000 #START PR,,10000 SP,,1000 BGB AM WT2000 JP#START EN 3.三轴铣削模拟加工应用编程；加工图： 程序：说明 #A 标号 VM XY X、Y 轴圆弧插补 VP l60000,160000 矢量位置 VE 结束矢量运动 VS 200000 矢量速度 V A l544000 矢量加速度 BGS 开始运动 AMS 运动完成时 PR,,-80000 Z 轴下降 SP,,80000 Z 柚速度 BG Z 开始Z 轴运动 AM Z 等待Z 轴运动完成 CR 80000,270,-360 圆弧
实验报告 ——机器人运动学实验 一、基本理论 本实验以SCARA 四自由度机械臂为例研究机器人的运动学问题.机器人运动学问题包括运动学方程的表示,运动学方程的正解、反解等,这些是研究机器人动力学和机器人控制的重要基础,也是开放式机器人系统轨迹规划的重要基础。 机械臂杆件链的最末端是机器人工作的末端执行器(或者机械手)，末端执行器的位姿是机器人运动学研究的目标，对于位姿的描述常有两种方法：关节坐标空间法和直角坐标空间法。 关节坐标空间： 末端执行器的位姿直接由各个关节的坐标来确定，所有关节变量构成一个关节矢量，关节矢量构成的空间称为关节坐标空间。图1-1是GRB400机械臂的关节坐标空间的定义。因为关节坐标是机器人运动控制直接可以操纵的，因此这种描述对于运动控制是非常直接的。 直角坐标空间： 机器人末端的位臵和方位也可用所在的直角坐标空间的坐标及方位角来描述，当描述机器人的操作任务时，对于使用者来讲采用直角坐标更为直观和方便（如图1-2）。 当机器人末端执行器的关节坐标给定时，求解其在直角坐标系中的坐标就是正向运动学求解（运动学正解）问题；反之，当末端执行器在直角坐标系中的坐标给定时求出对应的关节坐标就是机器人运动学逆解（运动学反解）问题。运动学反解问题相对难度较大，但在机器人控制中占有重要的地位。 图1-1 机器人的关节坐标空间 图1-2 机器人的直角坐标空间法
机器人逆运动学求解问题包括解的存在性、唯一性及解法三个问题。 存在性：至少存在一组关节变量来产生期望的末端执行器位姿，如果给定末端执行器位臵在工作空间外，则解不存在。 唯一性：对于给定的位姿，仅有一组关节变量来产生希望的机器人位姿。机器人运动学逆解的数目决定于关节数目、连杆参数和关节变量的活动范围。通常按照最短行程的准则来选择最优解，尽量使每个关节的移动量最小。 解法：逆运动学的解法有封闭解法和数值解法两种。在末端位姿已知的情况下，封闭解法可以给出每个关节变量的数学函数表达式；数值解法则使用递推算法给出关节变量的具体数值，速度快、效率高，便于实时控制。下面介绍D-H 变化方法求解运动学问题。 建立坐标系如下图所示 连杆坐标系{i }相对于{ i?1}的变换矩阵可以按照下式计算出，其中连杆坐标系D-H 参数为由表1-1给出。 齐坐标变换矩阵为： 其中描述连杆i本身的特征；和描述连杆i?1与i之间的联系。 对于旋转关节，仅是关节变量，其它三个参数固定不变；对于移动关节，仅 是关节变量，其它三个参数不变。
机器人创新实验三 机器人名称：仿生蛇形机器人四足爬行机器人 实验目的： ①加强对运动中的“创意之星”四足爬行机器人重心变化的理解和认识，将“创意之星”机器人套件进行搭建和装配，构建出一个“创意之星”四足爬行机器人。 ②了解仿生蛇形机器人的概念，仿生蛇形机器人的动作规划，步态规划的基本知识。 ③在保证整个稳定的前提下，将程序写入控制卡，熟悉UP-MRcommander 软件调试机器人运动步态的技巧，熟悉直流电机的控制，并实现提前设定好的动作步骤，并使机器人能够平稳的爬行。 ④熟悉掌握各种搭建元件的使用方法和电机舵机的使用技巧。 ⑤学会对学习知识的应用到实际中的能力，提高自身动手能力。 实验任务： 设计并实现完整的机器人系统，如四足爬行机器人、挖掘机器人、仿生蛇形机器人等，以“创意之星”模块化机器人教学套件为实验平台。 设计方案： 应用创意之星模块化机器人教学套件组装仿生蛇形机器人，UP-MRcommander软件对动作控制实现机器人运动：用四足爬行机器人，并实现前行动作，左前右后向前，左后右前向后，然后左前右后向后，左后右前向前，便能实现四足爬行机器人前行。 了解：博创科技刚刚推出了最新的UP-InnoSTAR? 创意之星?机器人套件产 品，以替换上一代“创意之星”产品。该套件是一套用于开展机器人创新实验的模块化机器人套件。 熟悉四足爬行机器人向前爬行时的运动方式和运动特点。 熟悉舵机动力关节、基本结构件、控制卡、直流电机、传感器、UP-MRcommander，掌握搭建和调试要领。 实验过程：本实验共分为12学时，分为3个阶段。 第一阶段：老师对我们介绍实验内容，对需要用到的配件、软件环境进行讲解，为使我们对实验内容更加熟悉，对软件环境的熟悉。 第二阶段：开始动手阶段，为了能使我们更好的完成创新实验课程，首先进行了对“创意之星”仿生蛇形机器人必备配件舵机的装配工作。
工业机器人实验指导书 田军营韩建海 河南科技大学机电工程学院
MOTOMAN工业机器人平面轨迹控制实验 班级：姓名：组别：实验成绩：□□ 一、实验学时：2学时 二、实验目的： 学习并掌握MOTOMAN工业机器人在不同坐标系里的平面运动轨迹控制原理和控制方法。 三、实验原理： 通过使用MOTOMAN工业机器人的示教编程器，在机器人的不同坐标系中控制机器人工具坐标系的平面运动。 四、实验设备： 一台日本安川电气生产的MOTOMAN工业机器人。 五、主要实验模块及编程： 1、说明机器人示教编程中的坐标系选择方法，并通过实验说明不同坐标系中坐标轴的控制。 2、说明示教控制机器人在选择坐标系后平面运动控制的便利性和在不同坐标系中接近平面一个点的共性。 3、选择合适的坐标系，控制机器人在平面上走出一个三角形（说明理由和方法）。
六、实验思考题： １、说明在选择坐标系后，在平面上画直线、圆弧的方法？ ２、说明构建机器人平面运动轨迹的方法（通过各种轨迹路线的运动加以说明）？ ３、画图说明，在选择坐标系后，当机器人的实际运动是平面上的一个长方形时，你的实际操作可能是什么？（无论采用什么方法，只要能说清楚问题即可）
4、说明在选择坐标系后，你编程控制机器人运动过程中机器人没有发生干涉，机器人在这个过程中形成的程序控制下的运动会发生干涉吗？为什么？ 5、说明在选择坐标系后，你在机器人平面运动控制中的体会。
MOTOMAN工业机器人空间轨迹控制实验 班级：姓名：组别：实验成绩：□□ 一、实验学时：2学时 二、实验目的： 学习并掌握MOTOMAN工业机器人在不同坐标系里的空间运动轨迹控制原理和控制方法。 三、实验原理： 通过使用MOTOMAN工业机器人的示教编程器，在机器人的不同坐标系中控制机器人工具坐标系的空间运动。 四、实验设备： 一台日本安川电气生产的MOTOMAN工业机器人。 五、主要的与实验相关问题： 1、利用不同的机器人运动轨迹命令说明在机器人空间运动控制的方法和注意事项。 2、利用不同的机器人运动轨迹命令说明确定机器人空间运动轨迹的方法？（无论采用什么方法，只要能说清楚问题即可） 3、说明在选择坐标系后，机器人的空间运动和平面运动在控制上有本质不同吗？为什么？