第一章 机器人简介
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电子唱片机器人操作方法全掌握第一章:电子唱片机器人的简介电子唱片机器人是一种以人工智能为核心技术的新一代音乐娱乐设备。
它具有多种功能,可以播放唱片、识别音乐、推荐曲目等,成为现代家庭和娱乐场所中不可或缺的音乐伴侣。
第二章:电子唱片机器人的外观和组件电子唱片机器人外观时尚,设计精美。
主要组件包括机器人主体、操控面板、显示屏、扬声器、唱片托盘等。
机器人主体通常采用高强度塑料制作,操控面板上配有按键和旋钮,方便用户操作和设置。
第三章:电子唱片机器人的基本操作1. 启动机器人:按下机器人主体上的开关按钮,等待机器人启动。
此时屏幕会显示机器人的欢迎界面。
2. 唱片播放:将唱片放置在唱片托盘上,机器人会自动识别并显示歌曲信息。
通过操控面板上的播放按钮,选择歌曲并开始播放。
3. 音量调节:机器人的扬声器支持音量调节。
用户可以通过旋钮控制音量的大小,选取适合自己的音量水平。
4. 切换模式:电子唱片机器人通常支持多种模式切换,如单曲循环、随机播放、顺序播放等。
用户可以根据自己的喜好进行选择。
第四章:电子唱片机器人的高级功能1. 语音识别:电子唱片机器人通常内置语音识别功能,通过说出歌曲名或歌手名,机器人可以快速定位并播放相应的歌曲。
2. 推荐系统:机器人利用内置的算法分析用户的音乐喜好和历史播放记录,能够智能推荐适合用户口味的歌曲或专辑。
3. 连接手机:通过蓝牙或Wi-Fi等无线连接方式,用户可以将手机中的音乐库与机器人进行连接,并实现远程控制和播放音乐。
4. 个性化设置:用户可以根据喜好进行个性化设置,如调整均衡器、设置闹钟、定时关闭等。
一些高端机器人甚至可以根据光线、温度等外部环境进行智能调节。
第五章:电子唱片机器人的维护和保养1. 清洁机器人:定期使用柔软的干净布轻轻擦拭机器人的外壳和显示屏,并避免使用刷子或尖锐物品刮伤表面。
2. 唱片托盘的维护:保持唱片托盘的干净,避免灰尘和油渍沉积,影响机器人的读盘效果。
库卡机器人基础培训教材库卡基础培训教材第一章:概述1.1库卡简介库卡作为工业领域的佼佼者,凭借其先进的控制系统、稳定的性能和广泛的应用领域,在全球范围内享有盛誉。
本教材旨在为读者提供库卡基础知识和操作技能,使读者能够熟练掌握库卡的使用和维护。
1.2培训目标(1)了解库卡的基本结构和工作原理;(2)掌握库卡的编程方法和操作技巧;(3)熟悉库卡的安全操作规程和维护保养知识;(4)具备独立进行库卡现场应用的能力。
第二章:库卡基本结构2.1本体(1)底座:用于固定,支撑整个系统;(2)臂部:由一系列关节组成,实现在空间中的运动;(3)末端执行器:用于安装工具,完成特定任务;(4)控制系统:负责整个系统的运行、监控和调试。
2.2控制系统库卡采用先进的控制系统,主要包括硬件和软件两部分。
硬件部分包括控制器、驱动器、传感器等;软件部分则包括编程软件、调试软件和监控软件等。
控制系统负责实现的精确运动、协调各个关节的动作以及与外部设备的通信。
2.3传感器与视觉系统库卡配备有多种传感器和视觉系统,用于获取环境信息和工件数据,实现对运动的精确控制和调整。
常见的传感器包括力传感器、位置传感器、视觉传感器等。
第三章:库卡编程与操作3.1编程基础(1)结构化编程:采用模块化设计,便于程序的组织和管理;(2)面向对象编程:支持面向对象的编程思想,提高程序的可读性和可维护性;(3)丰富的指令集:提供丰富的指令集,满足各种应用场景的需求。
3.2编程实例本节将通过一个简单的编程实例,介绍库卡的编程方法和操作步骤。
实例任务:使用库卡搬运一个工件从A点至B点。
(1)启动编程软件,新建一个程序;(2)编写程序代码,实现的运动控制和工件搬运;(3)将程序至控制器,进行调试和优化;(4)完成调试后,执行程序,观察的运行情况。
第四章:库卡安全操作与维护保养4.1安全操作规程(1)开机前检查:检查及其周边设备是否正常,确保安全防护装置齐全;(2)操作过程中:严格遵守操作规程,避免发生意外事故;(3)关机后:关闭电源,清理现场,做好设备保养工作。
机器人的简介在当今科技飞速发展的时代,机器人已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
它们以各种形态和功能出现在我们的视野中,为人类带来了前所未有的便利和创新。
机器人是什么呢?简单来说,机器人是一种能够自动执行任务的机器设备。
它们具备感知、决策和行动的能力,可以在一定程度上模拟人类的行为和思维。
机器人的发展历程可以追溯到很久以前。
早期的机器人比较简单,功能也相对单一。
但随着科技的不断进步,机器人的技术日益成熟,应用领域也越来越广泛。
从工业生产领域开始,机器人就发挥了重要作用。
在汽车制造工厂中,焊接、喷漆、装配等工序都有机器人的身影。
它们能够精确地完成重复性高、危险性大的工作,不仅提高了生产效率,还保障了工人的安全。
在医疗领域,机器人也展现出了巨大的潜力。
手术机器人可以辅助医生进行更加精准和复杂的手术,减少手术风险和创伤。
康复机器人则能够帮助患者进行康复训练,提高康复效果。
服务型机器人逐渐走进了我们的日常生活。
比如,家庭清洁机器人可以自动清扫地面,为我们节省时间和精力。
还有一些餐厅使用的送餐机器人,能够准确无误地将食物送到客人的餐桌上。
机器人的核心组成部分包括机械结构、传感器、控制系统和动力系统等。
机械结构决定了机器人的外形和运动方式,传感器让机器人能够感知周围环境,控制系统则像大脑一样指挥机器人的行动,而动力系统为机器人提供了运行所需的能量。
为了让机器人能够更好地完成任务,编程和算法至关重要。
通过编写复杂的程序和优化算法,机器人可以更加智能地应对各种情况。
然而,机器人的发展也面临着一些挑战。
例如,机器人的成本较高,限制了其在一些领域的广泛应用。
此外,机器人的智能化程度还有待提高,在处理复杂和不确定的情况时,可能会出现失误。
未来,机器人的发展前景依然广阔。
随着技术的不断突破,我们可以期待机器人在更多领域发挥作用,如太空探索、农业生产、教育等。
同时,人们也在关注机器人发展可能带来的伦理和社会问题,比如就业岗位的替代、人机关系的处理等。
第一章探索者教学机器人简介探索者教学机器人是具有感知功能、判断决策功能和动作执行功能的智能型机器人,它的出现,不仅为中小学信息技术教育提供了新的教学载体,也为各级各类学校的理论和专业教学提供了一个开放式实验实习平台。
通过这个载体和平台,可以学习和了解机械、电子、电机、传感器、单片机、计算机软硬件、人工智能等多方面的知识,培养广大青少年的动手能力、创新能力和协作能力,并在参加各级各类比赛和完成各种应用实验项目的过程中提高学生的综合能力。
通过本章内容的学习,将对探索者教学机器人有一个基本的了解,掌握一些基本的操作方法。
1.1探索者教学机器人的基本结构探索者教学机器人由控制主板、液晶显示器、底盘、阁架、电机系统、电池以及各种传感器组成。
机器设计成圆盘形,层叠式。
由各个机械零部件和电子元器件组成的机电系统,采用开放式接口,交互式语言驱动,各部分可分解组合。
机械电子的开放式接口让使用者可在原有控制板的基础上扩展机械接口,安装多个直流电机和伺服电机。
通过EXPBUS总线扩展卡,还可方便地扩展控制板的功能,如增加超声测距卡、传感器扩展卡、电机扩展卡,I/0扩展卡及通用扩展卡等。
使机器人在原有的基础上,智能化程度更高,功能更强大。
下面通过探索者教学机器人图例(图1-1),一一介绍机器人的各部分名称和作用。
1、底盘、阁架用于承载联结机器的各种机械及电子装置,用户可根据功能扩展的需要设置多层阁架,如图1-2所示。
2、控制主板探索者控制主板采用了基于MC68HC11的扩展系统结构,以较少的外围芯片获得了丰富的硬件功能,其编程采用目前国际上通行的交互式C语言(简称ROBOIC),是机器人发烧友不可多得的、性价比极好的控制主板。
探索者控制主板采用合理开放的布局设计,充分考虑了可拆装性、易操作性和美观性等方面的要求,为用户提供了极其方便的硬件操作空间和安全简易的扩展接口配置,其布局如图1-3所示。
(1)LCD插座:探索者配备了一个16x2的液晶显示模块,将其正确插入该插座,机器人在运行过程中可以显示2行16字符的文本信息,是探索者与操作者的交互界面之一;(2)伺服直流电机口3:探索者控制主板上扩展了四个直流伺服接口,编号为0~3,具备PWM (脉宽调制)功能,可以用于各种直流驱动装置,如直流马达、继电器等执行机构,旁边的红色和绿色用于指示方向;(3)伺服直流电机口2:同伺服直流电机口3;(4)伺服直流电机口1:同伺服直流电机口3;(5)伺服直流电机口0:同伺服直流电机口3;(6)移动轮电机1:探索者教学机器人左右各装备了一个直流驱动马达,分别对应于WHEEL0和WHEEL1两个五芯插座,是探索者的主要移动机构,安装时应注意左右对应关系;图1—1探索者教学机器人整机图从 动 轮电 池图1—2探索者教学机器人拓展图(7)移动轮电机0:同移动轮电机1;(8)电源插座:电池组上电源线连接在此处,连接时应注意电池极性;(9)充电插座:探索者配备的12伏500毫安充电器上的同轴插头插入此插座可以对连接在机器人上的8*1.2伏串联电池组进行充电;(10)充电指示:黄颜色的发光二极管,用于指示探索者是否处于正常充电状态,若快速充电跳线插座短路,则该指示灯不亮;(11)扩展电源插座:给探索者扩展的直流电机口0~3和驱动轮电机驱动口0~1提供附加的电源,电源极性请见板上的标注,附加电源的规格为5~7节1.5伏干电池或7~8节1.2伏串联充电电池,但一般要求等效电压等于或略高于连接于(8)的电池电压;(12)电源开关:用于打开和关闭探索者;(13)电源指示:绿颜色的发光二极管,用于指示探索者是否处于工作状态;(14)电压低指示:红颜色的发光二极管,灯亮时,表示电源电压太低;(15)功能按钮:该按钮占用通用数字输入口7,在用户程序中可以获得该按钮的状态,另外,该按钮与复位按钮联合使用可以使控制板进入特殊启动模式,从而能够进行操作系统的装入;(16)复位按钮:按下此按钮使控制板复位,当与功能按钮联合使用可以使控制板进入特殊启动模式,从而可以进行操作系统的装入,具体做法是先按下功能按钮并保持,然后按一下复位按钮;(17)通用数字口0-6、8-9:通用数字输入口,从左至右编号为0到6和8-9;(18)通用模拟口7-4:通用模拟输入口,从左至右编号为7到4;(19)通讯指示:黄颜色的发光二极管,灯闪烁时,表示控制板正与PC机进行通讯;图1-3探索者教学机器人控制主板布局及接口示意图(20)串行通讯插座:RS232串行通讯接口;(21)麦克风:用于采集声音信号,占用通用模拟接口2;(22)红外调节1:用于调节红外发射管1的发射强度;(23)红外发送1:红外发射管1插座,该插座具有电源极性,用户在拆装时需注意方向;(24)红外接收:红外接受头插座;(25)红外发送0:红外发射管0插座,该插座具有电源极性,用户在拆装时需注意方向;(26)红外调节0:用于调节红外发射管0的发射强度;(27)光敏传感器1:预设的光敏电阻插座1,与右边的光敏传感器对应,也可以作为通用模拟输入口使用,编号为1;(28)光敏传感器0:预设的光敏电阻插座0,与左边的光敏传感器对应,也可以作为通用模拟输入口使用,编号为0;(29)扩展接口:该扩展接口插座与LCD插座一起构成了探索者的扩展总线;(30)红外频率调节:用于调节红外振荡电路的频率,使其位于38KHz左右;(31)快速充电:若需对电池组进行快速充电,应将该跳线座短路;(32)蜂鸣器:可以在用户程序的控制下产生不同频率的声响。
《机器人技术概论》讲义目录第一章机器人概论- 1 -《机器人概论》研究的内容- 1 -什么是机器人?- 1 -机器人的发展- 2 -为什么要发展机器人?- 3 -机器人发展的三个阶段- 3 -机器人学- 4 -机器人的分类- 4 -第二章机器人的数学基础- 6 -第一节位置和姿态的表示- 6 -第二节坐标变换- 7 -第三节齐次变换- 8 -第三章机器人运动学- 11 -第一节机器人运动方程的表示- 11 -第二节连杆变换矩阵及其乘积- 12 -第四章机器人的感觉系统- 18 -第一节传感器原理简介- 18 -第二节传感器在机器人中的应用- 20 -第五章机器人驱动与控制技术- 28 -第一节驱动电机- 28 -第二节位置控制- 30 -第六章机器人轨迹规划- 35 -第一节轨迹规划的一般性问题- 35 -第二节关节轨迹的插值- 35 -第三节移动机器人路径规划- 38 -第一章机器人概论《机器人概论》研究的内容在机器人研究中,我们通常在三维空间中研究物体的位置。
这些物体可用两个非常重要的特性来描述:位置和姿态。
我们会首先研究如何用数学的方法表示和计算这些参量。
运动学研究物体的运动,而不考虑引起这种运动的力。
在运动学中,我们研究位置、速度、加速度和位置变量对于时间和其它变量的高阶微分。
其中,正运动学方程描述各个关节变量在工具坐标系与基坐标系间的函数关系;逆运动学通过给定工具坐标系的位置和姿态,计算各个关节变量。
机器人与外界环境相互作用时,在接触的地方要产生力和力矩,统称为操作力矢量。
n个关节的驱动力(或力矩)组成的n 维矢量,称为关节力矢量。
静力学研究在静态平衡状态下,操作力向关节力映射存在着的线性关系。
动力学主要研究产生运动所需要的力。
为了使操作臂从静止开始加速,使末端执行器以一定的速度作直线运动,最后减速停止,必须通过关节驱动器产生一组复杂的力矩函数来实现。
机器人的感觉主要介绍产生机器人的力觉、视觉、触觉、接近觉等相关的传感器。
智能操作手册第一章概述 (3)1.1 产品简介 (4)1.2 功能特点 (4)1.2.1 智能识别 (4)1.2.2 自然语言处理 (4)1.2.3 自主学习 (4)1.2.4 多场景应用 (4)1.2.5 人机协作 (4)1.3 技术规格 (4)1.3.1 外观设计 (4)1.3.2 尺寸与重量 (4)1.3.3 电池续航 (4)1.3.4 通信接口 (4)1.3.5 操作系统 (4)1.3.6 传感器 (5)1.3.7 驱动系统 (5)第二章安装与调试 (5)2.1 安装准备 (5)2.1.1 环境要求 (5)2.1.2 设备清单 (5)2.1.3 人员准备 (5)2.2 安装步骤 (5)2.2.1 设备摆放 (5)2.2.2 连接电源 (5)2.2.3 连接控制器 (6)2.2.4 连接传感器 (6)2.2.5 安装软件 (6)2.3 调试方法 (6)2.3.1 功能测试 (6)2.3.2 功能测试 (6)2.3.3 安全测试 (6)2.3.4 优化调试 (6)2.3.5 交付使用 (6)第三章系统配置 (6)3.1 硬件配置 (6)3.1.1 简介 (6)3.1.2 配置步骤 (7)3.2 软件配置 (7)3.2.1 简介 (7)3.2.2 配置步骤 (7)3.3 网络配置 (7)3.3.2 配置步骤 (8)第四章操作界面 (8)4.1 界面布局 (8)4.1.1 概述 (8)4.1.2 布局结构 (8)4.2 功能模块 (8)4.2.1 概述 (8)4.2.2 功能模块列表 (8)4.3 操作流程 (9)4.3.1 启动与登录 (9)4.3.2 功能模块操作 (9)4.3.3 设置与帮助 (9)4.3.4 退出与注销 (9)第五章基本操作 (9)5.1 开机与关机 (9)5.1.1 开机操作 (9)5.1.2 关机操作 (10)5.2 手动操作 (10)5.2.1 控制面板操作 (10)5.2.2 遥控器操作 (10)5.3 自动操作 (10)5.3.1 模式选择 (10)5.3.2 自动运行 (10)5.3.3 自动充电 (10)第六章程序编写 (10)6.1 程序设计 (10)6.1.1 设计原则 (10)6.1.2 设计流程 (11)6.2 程序调试 (11)6.2.1 调试方法 (11)6.2.2 调试流程 (11)6.3 程序优化 (11)6.3.1 优化方向 (11)6.3.2 优化方法 (12)6.3.3 优化注意事项 (12)第七章故障诊断与处理 (12)7.1 常见故障 (12)7.1.1 硬件故障 (12)7.1.2 软件故障 (12)7.1.3 外部因素 (12)7.2 故障处理方法 (12)7.2.1 硬件故障处理 (12)7.2.2 软件故障处理 (13)7.3 预防措施 (13)7.3.1 硬件预防 (13)7.3.2 软件预防 (13)7.3.3 操作预防 (13)第八章安全与维护 (13)8.1 安全操作规范 (13)8.1.1 操作前的准备 (13)8.1.2 操作过程中的注意事项 (14)8.1.3 操作后的收尾工作 (14)8.2 定期维护 (14)8.2.1 维护周期 (14)8.2.2 维护内容 (14)8.3 应急处理 (15)8.3.1 故障应急处理 (15)8.3.2 伤害应急处理 (15)第九章数据管理 (15)9.1 数据备份 (15)9.1.1 备份策略 (15)9.1.2 备份操作 (15)9.1.3 备份文件管理 (15)9.2 数据恢复 (16)9.2.1 恢复策略 (16)9.2.2 恢复操作 (16)9.3 数据共享 (16)9.3.1 共享策略 (16)9.3.2 共享操作 (16)9.3.3 共享管理 (16)第十章技术支持与升级 (17)10.1 技术支持服务 (17)10.1.1 服务内容 (17)10.1.2 服务流程 (17)10.2 软件升级 (17)10.2.1 升级目的 (17)10.2.2 升级流程 (17)10.3 硬件升级 (18)10.3.1 升级目的 (18)10.3.2 升级内容 (18)10.3.3 升级流程 (18)第一章概述1.1 产品简介智能作为现代科技发展的产物,融合了人工智能、机械工程、电子技术等多个领域的先进技术。
安川机器人教程1中控机器人安川NX100 MMH6机器人教程浙江中控研究院有限公司1前言安川机器人教程分为四章。
第一章为安川NX100 MH6机器人结构及工作原理。
重点讲解该机器人的主要构成模块、内部结构及其作用以及机器人的工作原理,使大家在理论上对机器人有深入的了解。
第二章为机器人的操作及编程,重点讲解示教编程器的菜单及使用,以及通过示教编程器对机器人进行编程,在此基础上简单介绍机器人的功能扩展,使大家能熟练的操作机器人以及对机器人进行编程。
第三章为机器人下棋教程,详细讲解机器人下棋的整体工作原理、流程及操作,使大家对机器人的具体使用有深入的了解。
第四章为维护和注意事项,重点讲解机器人的维护以及在操作中需要注意的事项,确保使用的安全性和合理性。
2目录第一章安川NX100 MH6机器人结构及工作原理 ..................................................................... .. 4一、安川机器人NX100 MH6简介 ..................................................................... ...................... 4 二、安川机器人NX100 MH6的结构 ..................................................................... (6)1、电源箱 ..................................................................... . (6)2、控制箱 ..................................................................... . (7)3、本体 ..................................................................... . (12)4、示教编程器 ..................................................................... (13)5、配套设备 ..................................................................... . (14)第二章安川NX100 MH6机器人的编程和操作 ..................................................................... . (16)一、机器人的开启 ..................................................................... .. (16)1、开机前准备 ..................................................................... (16)2、开机操作 ..................................................................... .............................................. 16 二、示教编程器说明 ..................................................................... . (17)1、示教编程器外观 ..................................................................... . (17)2、示教编程器按键说明 ..................................................................... .. (18)3、示教编程器的画面显示 ..................................................................... . (23)4、示教编程器字符输入 ..................................................................... .. (27)5、动作模式 ..................................................................... .............................................. 28 三、机器人的轴与坐标系 ..................................................................... .. (29)1、机器人轴 ..................................................................... . (29)2、坐标系 ..................................................................... .................................................. 30 四、简单程序示教及再现 ..................................................................... .. (34)1、示教前准备 ..................................................................... (34)2、示教的基本步骤 ..................................................................... . (35)3、示例程序 ..................................................................... . (36)第三章机器人下棋教程 ..................................................................... .................................... 41 一、前期准备 ..................................................................... .. (41)1、配套设备的连接 ..................................................................... . (41)2、设备工作原理 ..................................................................... ................................ 43 二、机器人下棋操作流程 ..................................................................... (44)1、下棋准备 ..................................................................... . (44)2、下棋示例操作 ..................................................................... .. (45)第四章机器人安全和维护 ..................................................................... ................................ 49 一、操作安全事项 ..................................................................... (49)1、操作人员安全注意事项 ..................................................................... . (49)2、机器人的安全注意事项 ..................................................................... ...................... 51 二、机器人维护事项 ..................................................................... . (53)1、机械手保养注意事项 ..................................................................... .. (53)2、电控箱保养注意事项 ..................................................................... .. (53)3、机器人日常保养注意事项 ..................................................................... (53)3第一章安川NX100 MH6机器人结构及工作原理一、安川机器人NX100 MH6简介安川NX100 MH6机器人是由日本安川公司(YASKAWA)开发的用于工业使用的机器人,它广泛应用于浇铸、焊接、涂胶、取放、水刀切割、灌注、堆叠等工业领域。
机器人人工智能课程纲要
一、课程类型
儿童AI启蒙课程机器人老师教学
二、授课对象
幼儿认知:
A.有初步的任务意识
B.观察的目的性有所提高
C.能主动记忆所学的内容或成人布置的任务
D.抽象逻辑思维开始萌芽
E.求知欲和探索欲强,喜欢动脑筋和富有创造性的活动
三、课程简介
小胖机器人实验室系列课程是响应国务印发的《新一代人工智能发展规划》而制作的人工智能课程.该套课程通过小胖机器人的自我解剖式讲解,由浅入深带领学生进入一个生动、形象的机器人与人工智能的世界,形象直观、首脑结合、循序渐进。
将传统的电学原理与机器人自身功能结合,配合电子积木拼接环节,让孩子认识机器人,提高学习兴趣,培养动手能力。
四、课程目标
1.掌握机器人自身相关知识(电学,物理学等)。
2.培养孩子想象力,观察力,创造力,判断思维,操作能力
五、课程内容
课程内容
第一章机器人的发展史
第二章机器人相关元件的拆解组装
第三章电路基本知识
第四章电动机的运转知识
第五章光敏电阻与电流
第六章温度传感器,及实例运用
六课时安排
(二)教学方法
本课程采取基于机器人讲解+老师引导的双师教学理念,学生在完成一个个项目过程中,掌握电子电路、实践能力,培养团队精神,锻炼交流表达能力。
(三)设备设施
本课程需要小胖教学机器人,机器人奥秘专用电子积木,如需要可自行采购,一套1288元
七、综合展示
学生进行作品创作,通过作品综合展示学生综合创意、动手操作能力及电子电路和物理学相关知识。
翻译—伤寒明理论 包含全部章节Chapter 1Introducing Karel the RobotIn the 1970s, a Stanford graduate student named Rich Pattis decided that it would be easier to teach the fundamentals of programming if students could somehow learn the basic ideas in a simple environment free from the complexities that characterize most programming languages. Drawing inspiration from the success of Seymour Papert’s LOGO project at MIT, Rich designed an introductory programming environment in which students teach a robot to solve simple problems. That robot was named Karel, after the Czech playwright KarelCapek, whose 1923 play R.U.R. (Rossum’s Universal Robots) gave the word robot to the English language.第一章:机器人卡雷尔简介在二十世纪七十年代,一位名字叫 Rich Pattis 的斯坦福研究生觉得,在编程基础的教学中,如果学生可以在某种简单的环境中,摆脱大多数编程语言复杂的特性,学习基本的编程思想,可以取得更好的效果。
麻省理工 Seymour Papert’s LOGO 计划的成功,启发了灵感,Rich 设计了一个入门编程环境,(这个编程环境)让学生教一个机器人来解决简单的问题。
SCARA机器人结构与实验装置设计摘要工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备,技术附加值很高,应用范围很广,作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业,将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。
本文设计了一个教学用SCARA机器人。
SCARA机器人(全称Selectively Compliance Articulated Robot Arm)很类似人的手臂的运动,它包含肩关节肘关节和腕关节来实现水平和垂直运动。
它是一种工业机器人,具有四个自由度。
其中,三个旋转自由度,另外一个是移动自由度。
它能实现平面运动,具有柔顺性,全臂在垂直方向的刚度大,在水平方向的柔性大,广泛用于装配作业中。
本文用模块化发计方法设计了SCARA机器人的机械结构。
本文结合Pro/e三维建模分别对基座、大臂、小臂、以及腕部关节做了详细的设计,并根据实际工作情况对各关节进行受力分析,并模拟了机器人的工作状态,严格保证了该设计在工作中的安全性和可靠性,具有很好使用价值和发展前景。
最后,本文还分析了SCARA机器人的运动学正解和逆解,建立了机器人末端位姿误差计算模型并做了运动模拟,更加证实了本设计在实际应用中的实用性和可靠性。
关键字: S CARA,四个自由度,受力分析DESIGN OF SCARA ROBOT STRUCTURE ANDEXPERIMENTAL DEVICEABSTRACTIndustrial robot is the most typical mechatronic digital equipment, added value and high, wide range of applications, support for advanced manufacturing technology and information society, new industries, and social development of future production will increasingly play a The more important role.SCARA(Selectively Compliance Articulated Robot Arm)robots work in a similar Way as human’s arms.The SCARA robot,incorporating a shoulder joint,an elbow joint,and a wrist joint,is capable of operating vertically and horizontally.The SCARA robot is a kind of 4 DOF industrial robots、3 rotary DOFs and 1 linear DOF.It,featuring compliance,good Vertical rigidity,and Horizontal flexibility,is widely used in assembly.Modular-design methodology was utilized to design the mechanism.This paper combination with Pro/E 3D modeling , designed the main arm, small arm and wrist joints.And according to the actual working ,analysis each joint’s force, and simulate the working state of the robot,in order to ensure the design work in safety and reliability, and has good use value and the prospects for development.In the second and third chapter, it introduces detailed detail among the processing of the structure designing of a SCARA robot and its kinematics analysis. Analysis of the SCARA robot inverse kinematics, and to establish the position and orientation of robot end of the model error.KEY WORDS:S CARA,four degrees of freedom,analysis目录前言 (3)第一章绪论 (2)§1.2 国内外机器人领域研究现状及发展趋势 (3)§1.3本论文的研究意义及内容 (4)§1.4本论文的研究内容 (9)第二章 SCARA机器人的机械结构设计 (10)§2.1 SCARA器人的总体设计 (10)§2.1.1机械传动方案的比较 (10)§2.1.2传动零部件的初选 (10)§2.1.3减速机的选择 (11)§2.1.4本机器人的技术参数 (11)§2.1.5机器人各个手臂长度和工作空间的确定 (12)§2.2机器人总体传动方案的选择级装配图 (13)§2.2.1机器人机身输出轴 (13)§2.2.2机器人大臂输出轴 (14)§2.2.3机器人腕部结构图 (15)第三章Pro/E运动仿真.................. 错误!未定义书签。
第一章 机器人简介 第一节 机器人概述 一、机器人的定义 目前,世界上还没有一个统一的、严格的、准确的机器人定义。美国机器人协会(RIA)的机器人定义:“机器人是用以搬运材料、零件、工具的可编程序的多功能操作器或是通过可改变程序动作来完成各种作业的特殊机械装置。” 日本工业机器人协会(JIRA)的定义:“工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行器( end effector)的,能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。” 国际标准化组织(ISO)的定义:“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手,这种机械手具有几个轴,能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置,以执行种种任务。” 机器人是虽然外表可能不像人,也不以人类的方式操作,但可以代替人力自动工作的机器。机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表,是人造机器的“终极”形式,它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成,因此它的发展与众多学科发展密切相关。机器人技术的发展也是生产力发展的需求的必然结果,是人类自身发展的必然结果。 二、机器人的历史 机器人的历史并不算长,1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人,机器人的历史才真正开始。 第一代机器人属于示教再现型,第二代则具备了感觉能力,第三代机器人是智能机器人,它不仅具有感觉能力, 而且还具有独立判断和行动的能力。 英格伯格和德沃尔制造的工业机器人是第一代机器人,属于示教再现型,即人手把着机械手,把应当完成的任务做一遍,或者人用“示教控制盒”发出指令,让机器人的机械手臂运动,一步步完成它应当完成的各个动作。 20世纪70年代,第二代机器人开始有了较大发展,第二代机器人则对外界环境实用阶段,并开始普及。 第二代是有感觉的机器人:它们对外界环境有一定感知能力,并具有听觉、视觉、触觉等功能。机器人工作时,根据感觉器官(传感器)获得的信息,灵活调整自己的工作状态,保证在适应环境的情况下完成工作。如:有触觉的机械手可轻松自如地抓取鸡蛋,具有嗅觉的机器人能分辨出不同饮料和酒类。 第三代机器人是智能机器人,它不仅具有感觉能力,而且还具有独立判断和行动的能力,并具有记忆、推理和决策的能力,因而能够完成更加复杂的动作。中央电脑控制手臂和行走装置,使机器人的手完成作业,脚完成移动,机器人能够用自然语言与人对话。智能机器人在发生故障时,通过自我诊断装置能自我诊断出故障部位,并能自我修复。 三、机器人的应用 研制机器人的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重劳动或简单的重复劳动,以及替代人到有辐射等危险环境中进行作业,因此机器人最早在汽车制造业和核工业领域得以应用。随着机器人技术的不断发展,工业领域的焊接、喷漆、搬运、装配、铸造等场合,己经开始大量使用机器人。另外在军事、海洋探测、航天、医疗、农业、林业甚到服务娱乐行业,也都开始使用机器人。 从机器人的用途来分,可以分为两大类:军用机器人和民用机器人。 军用机器人主要用于军事上代替或辅助军队进行作战、侦察、探险等工作。根据不同的作战空间可分为地面军用机器人、空中军用机器人(即无人飞行机)、水下军用机器人和空间军用机器人等。军用机器人的控制方式一般有自主操控式、半自主操控式、遥控式等多种方式。 在民用机器人中,各种生产制造领域中的工业机器人在数量上占绝对多数,成为机器人家族中的主力军;其它各种种类的机器人也开始在不同的领域得到研究开发和应用。总体看来,若按用途分,民用机器人可以分为以下几个主要类别: 工业机器人 制造工业部门应用机器人的主要目的在于削减人员编制和提高产品质量。机器人无论是否与其它机器一起运用,与传统的机器相比,它具有两个主要优点: 1.生产过程的几乎完全自动化。 2.生产设备的高度适应能力。 现在工业机器人主要用于汽车工业、机电工业(包括电讯工业)、通用机械工业、建筑业、金属加工、铸造以及其它重型工业和轻工业部门。 图1-1 各种工业机器人 机器人的工业应用分为四个方面,即材料加工、零件制造、产品检验和装配。其中,材料加工往往是最简单的。零件制造包括锻造、点焊、捣碎和铸造等。检验包括显式检验(在加工过程中或加工后检验产品表面图像和几何形状、零件和尺寸的完整性)和隐式检验(在加工中检验零件质量上或表面上的完整性)两种。装配是最复杂的应用领域,因为它可能包含材料加工、在线检验、零件供给、配套、剂压和紧固等工序。在农业方面,已把机器人用于水果和蔬菜嫁接、收获、检验与分类,剪羊毛和挤牛奶等。这是一个潜在的产业机器人应用领域。 服务机器人 服务机器人尚处于开发及普及的早期阶段,目前国际上对它还没有普遍承认的严格定义,它的定义是由操作型工业机器人引伸而来的。根据国际机器人联合会(IFR)采用的初步定义,所谓服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,它完成的是有益于人类健康的服务工作,但不包括那些从事生产的设备。另一种定义把服务机器人看做一种可自由编程的移动装置,它至少有三个运动轴,可以部分地或全自动地完成服务工作。这些服务工作为个人或单位完成的,不指工业生产服务。根据这个定义,操作型工业机器人也可以看作是服务机器人,如果它们装备在非制造业的话。 在一些科幻影片、电视片或影碟中,多少具有外形的机器人常被用来协助或代替人去执行人不乐意做或危险和困难的任务。今天在现实生活中能够看到的最接近于人类的机器人可能要算家用机器人了。家用机器人能够代替人从事清扫、洗刷、守卫、煮饭、照料小孩、接待、接电话、打印文件等,不过它的价格目前还较高,影响到它的推广应用。随着家用机器人造价的大幅度降低,它将获得日益广泛的应用。 图1-2 服务机器人 日益完善的医用机器人不仅能够代替护士的工作,还是医科教学中不可替代的助手,甚至能够在水下、外太空和战场大显身手。医用机器人分为诊断机器人、护理机器人,伤残瘫痪康复机器人,医疗手术机器人等。医用机器人极大地改善伤残疾病人员的状态,以及改善瘫痪者(包括下肢及四肢瘫痪者)和被截肢者的生活条件。 服务机器人还有娱乐机器人、送信机器人、导游机器人、加油机器人等。 四、机器人的发展前景 展望未来,机器人向着智能化、拟人化方向发展的道路,是没有止境的。从近几年世界机器人推出的产品来看,工业机器人技术正在向智能化、模块化和系统化的方向发展,其发展趋势主要为: 1、工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降。 2、机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。 3、工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化,网络化;器件集成度提高,控制柜日渐小巧,采用模块化结构,大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。 4、机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。 5、机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来这种新型装置已成为国际研究的热点之一,纷纷探索开拓其实际应用的领域。 总体趋势是,从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移,从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧,控制系统愈来愈小,其智能也越来越高,并正朝着一体化方向发展。 五、我国机器人现状 我国从70年代后期开始研制工业机器人,经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展,工业机器人市场也已经成熟,应用上已经遍及各行各业。我国在某些关键技术上有所突破,但还缺乏整体核心技术的突破,具有中国知识产权的工业机器人则很少。目前我国机器人技术相当于国外发达国家20世纪80年代初的水平,特别是在制造工艺与装备方面,不能生产高精密、高速与高效的关键部件。我国目前取得较大进展的机器人技术有:数控机床关键技术与装备、隧道掘进机器人相关技术、工程机械智能化机器人相关技术、装配自动化机器人相关技术。现已开发出金属焊接、喷涂、浇铸装配、搬运、包装、激光加工、检验、真空、自动导引车等的工业机器人产品,主要应用于汽车、摩托车、工程机械、家电等行业。 我国机器人技术主题发展的战略目标是:根据2l世纪初我国国民经济对先进制造及自动化技术的需求,瞄准国际前沿高技术发展方向创新性地研究和开发工业机器人技术领域的基础技术、产品技术和系统技术。未来工业机器人技术发展的重点有:第一、危险、恶劣环境作业机器人:主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二、医用机器人:主要有脑外科手术辅助机器人,遥控操作辅助正骨等;第三、仿生机器人:主要有移动机器人,网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。 我国作为亚洲第三大的工业机器人需求国,市场发展稳定,汽车及其零部件制造仍然是工业机器人的主要应用领域。目前,国内工业机器人市场份额大部分被国外工业机器人企业占据着。随着我国经济的快速发展,我国工业机器人的市场还将不断扩大,世界各大机器人公司纷纷登陆中国市场。在国际强手面前,国内的工业机器人企业面临着相当大的竞争压力。如今我国正从一个“制造大国”向“制造强国”迈进,中国制造业面临着与国际接轨、参与国际分工的巨大挑战,对我国工业自动化的提高迫在眉睫,政府务必会加大对机器人的资金投入和政策支持,将会给工业机器人产业发展注入新的动力。