机器人讲义
机器人是一个典型的机电一体化系统，它融合了造型技术、机械、电子、传感器、计算机软件硬件和人工智能等众多先进技术，是进行工程训练、教学实验和研究的比较理想的平台。随着信息与自动化技术的发展，许多创新的工程专业都有了共同的专业基础和综合课程，如电子电路、检测技术与传感器、嵌入式微控制器等。创新教育机器人的目的就是为学生提供一个综合实验平台，进行单片机和微控制器、数字电子和模拟电子、数字逻辑、工业传感器和工业控制、基础机器人等课程的学习和实践。通过对机器人模块的学习和研究，不仅能让学生了解机器人学基本原理、运动基础以及相关扩展功能，而且还能熟悉和掌握机器人软件之一PBASIC语言下的BASIC STAMP编译软件的原理和方法，学生可以利用该套件动手组装和调试机器人，搭建检测电路，编写控制软件，获得全方位的系统化的基础工程训练，并逐步熟悉和掌握机器人学的相关知识和要点，并予以拓展和延伸，且在学习中理论与实际联系起来，紧密结合实际动手和解决问题能力，通过“做中学、学中做”高效学习模式，进一步提高创新能力和动手能力。
相扑机器人
相扑机器人是按照迷你相扑机器人比赛规则设计的，可即时用于参加比赛。它能找到对
手的位置再将对手推出界外，而且可自动侦察到边界线，防止意外越线。它的电子部份包括一粒嵌入式BS2-IC，红外线感测器侦察对手及边界线，硬件部份包括经阳极处理黑色铅金属座架和铲子、伺服马达、车轮、可放四粒AA电池箱（不包电池）及螺丝等。
QTI 线跟踪套件 ( 红外传感器组 )
QTI传感器由红外发射和接收器组成，用来检测物体表面的反射率,原
本是用在相扑机器人上检测边界。
原理及其应用：当QTI传感器走过一个黑的表面，反射率较低，经过一个亮
的表面，反射率是较高。模块里面有一个RC电路，反射率的变化使得电路
中的电流变化，而导致RC电路充放电时间的变化，通过RCtime来测量反射率，来实现对特定的表面（例如：黑胶带）进行跟踪。
相扑机器人应用
.. 学习基础的嵌入式控制器和基础的机器人
.. 运行用红外线反射原理找寻或避开物体
第一章相扑机器人的大脑
BASIC Stamp微控制器及教学板
BASIC Stamp微控制器是以PBASIC为编程语言，通过解释器对PBASIC应用程序进行解释执行的微型计算机，具有8路或16路I/O通道，每个I/O通道接脚可直接连接到按钮开关、发光二极管、扬声器、电压计及其它TTL装置等。通过增加一到两个额外元器件，I/O
接脚就可以连接到非TTL装置，如线圈、继电器等。BASIC Stamp由一个5伏特电压调节器、晶振器、Serial EEPROM、及一个PBASIC解释器组成。PBASIC程序储存在非挥发性(断电后程序仍可保留)的Serial EEPROM内，解释器从EEPROM读取已储存的程序代码或将数据写进去。解释器每次读取一条指令，经过解释后对输入/输出接脚、或本身内部结构进行适当的操作。PBASIC程序储存在EEPROM中，程序可无限地被重复修改及写入BS2型控制模块
程序执行速度：4000 指令 / 秒
处理器速度：20 MHz RAM：32位
SCRATCHPAD RAM： N/A EEPROM：2K 位
一块BASIC Stamp 2模块就好象一个很小的电脑。这个很小的“电脑”插在教学底板上。你很快就会看到，教学板使得BASIC Stamp模块与电源以及串口线连接很容易
硬件和软件
开始学习BASIC Stamp的编程类似于开始使用崭新的PC或笔记本电脑。当有一台新的PC 或笔记本电脑时，绝大多数人所要做的第一件事是：从包装盒里拿出来，接通电源，安装并测试一些软件，甚至用一种编程语言写一些他们自己所需要的软件。如果这是你首次使用BASIC Stamp微处理器，那么你将做同样的工作。本章节通过以下步骤告诉你如何安装和使用BASIC Stamp程序：
1) 寻找并安装编程软件
2) 连接BASIC Stamp模块到电池供电的电源
3) 连接BASIC Stamp模块到计算机，以便编程
4) 初次编写少量的PBASIC程序
5) 完成后断开电源
教学底板上有一个三位开关，见下图。
“0”位：关断教学底板电源
“1”位：教学底板上电
“2”位：教学底板和伺服电机一同上电
为了确认BASIC Stamp模块与你的计算机通讯正常，点击“Run”菜单项，选择“Identify”。这时，会出现一个下图所示的窗口，样例显示系统在COM2端口检测到BASIC Stamp 2 。
编写和测试一个程序告诉BASIC Stamp模块发送一条信息给PC机：
' {$STAMP BS2}
' {$PBASIC 2.5}
DEBUG "Hello, this is a message from your sumobot."
END
这里有几个特殊的消息语句，你可以通过把它们放进注释的方式（在给定语句行前加右单引号），把它们写进BASIC Stamp编辑器。这些消息语句叫做编译器指令。以后所有的程序都要用到这两句指令。
' {$STAMP BS2}
' {$PBASIC 2.5}
第一条指令是“Stamp”指令，它告诉BASIC Stamp编辑器你将下载程序到BASIC Stamp 第二条指令是“PBASIC”指令，它告诉BASIC Stamp编辑器你使用的是2.5版本的PBASIC 编程语言。
END
在程序运行结束之后，这个命令把BASIC Stamp模块置于低功耗模式，所以这个命令比
较简便。在低功耗模式下，BASIC Stamp模块等待复位键按下（或释放）或有新的程序通过编辑器下载。如果板上的复位键被按下，BASIC Stamp模块将再运行一次已加载的程序；如果新程序被加载进来，旧程序会被擦除，并且开始运行新程序。
“DEBUG”格式词或控制符就是让BASIC Stamp发送到调试终端的信息以某种特定方
式显示的指令。“DEC”就是一个格式词，告诉调试终端显示十进制数值。“CR”是一个
向调试终端发送回车命令的控制符。控制符“CR”之后的文本或数值会显示在原有文本的下一行。你可以修改你的程序使它包含更多的格式词或控制符的调试命令。
第二章相扑机器人的动力————伺服电机
本次实验所用的机器人采用的是Parallax公司的连续旋转伺服电机
伺服电机主要有三根线，分别为：黑、红、白，其中红色的为电源线（最大为6V直流电压）；黑色为地线；白色的为控制信号线（一般输入周期为23ms左右的脉冲序列），通过对这信号线输入脉冲序列来控制电机的运动，可以控制电机的运动速度，运动方向）。所有电机使用前必须进行零位校正。
控制伺服电机速度和方向涉及如何让BASIC Stamp微控制器不断发送相同命令给电机。该命令通常以每秒50次的频率重复发送到伺服电机以维持其速度和方向
你可以调用PAUSE命令，让BASIC Stamp微控制器在执行下一条命令之前先等待一段时间。
PAUSE Duration
Duration 是PAUSE命令的参数，它的值告诉BASIC Stamp移到下一条命令之前要等待
多久。Duration的单位是千分之一秒。假如你想延时1秒，可以给Duration赋值为1000 重复执行指令。
电脑和微控制器的最大优点之一就是他们从来不会抱怨不停地重复做同样的事情。你可以把需要不停重复执行的命令放在“DO …… LOOP”之间。例如，如果你想每隔一秒打印一条信息，按如下方式将DEBUG和PAUSE命令放在“DO …… LOOP”之间即可：
DO
DEBUG "Hello!", CR
PAUSE 1000
LOOP
LED测试电路
搭建电路如下图所示。
1)确认发光二极管的短针脚（阴极）插入标有Vss的黑色插孔中。
2)确认发光二极管的长针脚（阳极）插入白色面包板上图示的位置。
编程让LED发光或熄灭。
编程控制LED测试电路
命令HIGH和LOW使BASIC Stamp把LED与Vdd和Vss交替连接
伺服电机根据信号的高电平持续时间的长短作为向什么方向转动的指示。对于精确的伺服电机控制而言，信号的高电平持续的时间要求比HIGH命令和PAUSE命令的时间值要精确的多。你只能每次以1ms为单位改变PAUSE命令参数Duration 的取值。有一条不同的命令PULSOUT，能把高电平细分成更高的时间精度。参数Duration的计量单位是百万分之2秒（即2微秒）！
PULSOUT Pin, Duration
你可以利用下面这条命令，发送一个高电平信号，让接在P13上的LED发光2微秒：PULSOUT 13, 1
伺服电机调零
在本任务中，将运行一个程序，发送一个脉冲信号到伺服电机，让电机保持静止。由于伺服电机在工厂没有预先调整，它们在接收到该信号时将转动。你要用螺丝刀调节伺服电机让它们保持静止。这就是伺服电机调零。调节之后，你要测试伺服电机，验证其功能是否正常。测试程序将发送信号让伺服电机顺时针和逆时针以不同的速度旋转。
发送零点标定信号
下图显示的信号是发送到与P12连接的伺服电机的校准信号，称为零点标定信号。伺服电机调节好之后，这个信号就可以指示电机保持静止。这个指令是由时间间隔为20 ms 的脉宽为1.5 ms的一系列脉冲组成
得出PULSOUT命令参数Pin的值也不困难。I/O管脚是P12，那么Pin的值就是12。下面我们计算脉宽为1.5 ms时PULSOUT命令的参数Duration的取值。1.5 ms即0.0015 秒。前面
说过，无论PULSOUT命令的参数Duration的值是多少，都要乘以2 μs，这样就可以计算出
脉冲将持续多长时间。如果知道脉冲要持续多长时间，你就可以计算出PULSOUT命令的参数Duration的值。用这个公式计算：
如何保存值并计数
本任务介绍在PBASIC 程序中用于保存数值的变量。后面的机器人程序很大程度上依赖这些变量。能保存数值最主要的意义是程序能用这些变量来计数。一旦你的程序能计数，它就不但能控制也能记录某件事件发生的次数。
PBASIC语言在使用变量之前，要先给出它的名字（variableName）和大小（Size）。这叫声明一个变量：
variableName VAR Size
在声明变量之后，你也可以对它初始化，即给它一个初始值（或起始值）。
value = 500
在“value = 500”中，符号“=”是个运算符。
其中Word:0~65535
Byte:0~255
Nib:0~15
Bit:0~1
计数并控制循环次数
最方便的控制一段代码执行次数的方法是利用FOR…NEXT循环，语法如下：
FOR Counter = StartValue TO EndValue {STEP StepValue}…NEXT
三个点”…”表示你可以在FOR 和NEXT之间放一个或多个的命令。确保要先声明一个变量参数Counter。参数StartValue 和EndValue可以是数值也可以是变量。你在语法描述中看到的位于 { }之间的东西，表示可选参数。换句话说，没有它FOR…NEXT仍将工作，但是你可以将之用于一些特殊目的。
测试电机
在装配相扑机器人之前还有最后一件事要做，那就是测试电机。在本任务中，你将运行程序，使电机以不同速度和不同的方向旋转。通过这些测试，将确保在装配之前电机工作是正常的。调整速度和方向
两个电机的PULSOUT命令的参数 Duration有多种不同的组合，
假如你想让两个电机都运行，给与P13连接的电机发出850的脉宽，给与P12连接的电机发出650的脉宽，现在每通过循环一次要用的时间是：
1.7ms –与P13连接的电机
1.3ms –与P12连接的电机
20 ms –中断持续时间
1.6 ms –代码执行时间
--------- ------------------------------
一共是24.6 ms
如果你想使电机运行一段确定的时间，可以计算如下：
脉冲数量=时间/0.0246秒=时间/0.0246
测试扬声器
FREQOUT命令
FREQOUT Pin, Duration, Freq1 {,Freq2}
下面的FREQOUT命令实例
REQOUT 3, 2000, 3000
参数Pin的值是3，意味着高/低信号将送给I/O脚的P3，Duration代表着高/低信号持续的时间是2000，即2000毫秒或2秒。参数Freq1是信号的频率，在此例中，将产生一个3000赫兹的音调。
第三章相扑机器人巡航控制
通过编程可以使相扑机器人完成许多动作。本章所要介绍的这些动作和编程技术在后面都会再用到。与后面内容唯一不同的是：本章相扑机器人是在无感知的情况下运动，而在后面的内容中，相扑机器人会根据传感器检测到的信号做类似的运动。本章也介绍一些调节和校正相扑机器人巡航路径的方法，包括使机器人走直线、更精确的转弯、计算运动距离等技术。
任务概述
1 编程使机器人做一些基本的动作：向前，向后，左转，右转和原地旋转。
2 调节任务1的运动，使动作更加精确。
3 计算机器人运动指定的距离需要发给机器人的脉冲数量。
4 写程序使机器人由突然启动或停止变为逐步加速或减速运动。
5 写一些执行基本动作的子程序，并且每一个子程序都能够被多次调用。
当机器人向前走时，它的右轮顺时针旋转，而左轮会逆时针旋转。
请同学写出：
向后走呢？
原地左转？
原地右转？
绕左轮左转？（转90度的效果经测试需要FOR counter=0 TO 20左右）
绕右轮右转？
绕左轮右转？
绕右轮左转？
计算运动某一距离所需时间：
编程让机器人前进1s看所走距离是多少（FOR counter=1 TO 41）即可得到速度
匀变速运动：
匀变速运动的关键是给PULSOUT命令的Duration参数赋予变量。下面的例程显示的是一个FOR…NEXT循环它能使相扑机器人的速度由停止到全速。FOR…NEXT循环每重复执行一次，
pulseCount变量就增加1。第一次循环后，pulseCount变量的值是1，就像是在执行命令PULSOUT 13, 751 和 PULSOUT 12, 749。第二次循环后，pulseCount变量的值是2，就像在执行命令PULSOUT 13,752和PULSOUT 12，748。随着pulseCount变量值的增加，电机的速度也在逐渐增加。
匀加速：FOR pulseCount = 1 TO 100
PULSOUT 13, 750 + pulseCount
PULSOUT 12, 750 - pulseCount
PAUSE 20
NEXT
请同学写出匀减速？
用子程序简化运动程序
在后面的要求中，相扑机器人将执行运动来避开障碍物。避开障碍物的一个关键的步骤就是需要按预先编好运动程序执行动作。执行这些动作的一个很好的方法是用子程序。
子程序
一个PBASIC子程序有两个部分。一部分是子程序调用，它告诉程序跳到可重复执行代码部分，执行后回到调用点。另一部分是实际的子程序，它以作为自己的名字的标号为子程序的起点，以RETURN命令结束。这个标号和RETURN命令之间的命令组成一个代码段，执行你想让子程序做的工作。
第四章红外线导航
如今最热门的产品看起来都有一个共性：无线通信。比如私人用户可以把数据无线传输到便携电脑，我们可以通过遥控自由选择频道。许多远程控制和PDA使用频率低于可见光的红外线进行信号通信。使用一些便宜且应用广泛的部件，BASIC Stamp微控制器也可以收发红外光信号。使用红外线前灯探测道路不接触探测物体并不需要任何就象机器视觉那样复杂的东西。许多机器人使用雷达（RADAR）或者声纳（SONAR）。一个更简单的系统是使用红外光来照射机器人的路线，然后确定何时有光线从目标反射回来。由于红外远程控制技术的发展，红外线发射器和探测器已经很普及并且价格便宜。
红外前灯
我们在相扑机器人上建立的红外物体探测系统在许多方面就象汽车的前灯。当汽车前灯的射出的光从障碍物体反射回来时，你的眼睛发现障碍物体，然后你的大脑处理这些信息，并据此控制你的身体引导汽车。相扑机器人使用红外线两极管LEDs作为前灯，如上图所示。他们发射红外光，在一些情况下，红外线从物体反射从机器人前进的方向折回。相扑机器人的眼睛是红外检测器。红外检测器发出信号来表明它们是否检测到从物体反射回的红外线。相扑机器人的大脑，BASIC Stamp微控制器据此做出判断并基于这个传感器的输入控制伺服电机。IR（红外线）检测器有内置的光滤波器，除了需要我们用它的内部的光敏二极管传感器检测的980 nm红外线，它几乎不允许其它光通过。红外检测器也有一个电子滤波器，它只允许大约38.5 kHz 的信号通过。换句话说，检测器只寻找每秒闪烁38,500次的红外光。这就防止了普通光源象太阳光和室内光对IR的干涉。太阳光是直流干涉（0Hz），室内光依赖于所在区域的主电源，闪烁频率接近100或120 Hz。由于120 Hz在电子滤波器的38.5 kHz 通带频率之外，它完全被IR探测器忽略。
搭建并测试IR发射和探测器
用FREQOUT命令测试红外发射探测器
FREQOUT命令主要是用来合成音频。它的实际范围是1到32768 Hz。数字音调合成的一个有趣的现象是它包括被称为和声的信号，和声是混在你听到的音调里的更高频率的音调。人不能辨别频率范围从20 Hz 到 20 kHz的音调。由FREQOUT命令产生的和声从32769 Hz 开始直到更高。你可以用高于32768Hz的参数Freq1直接控制和声。
本任务中，你要用命令FREQOUT 4, 1, 38500 向P4发送持续1秒的38.5 kHz和声，连接P4的红外LED电路将发送和声。如果红外光被小车路径上的物体反射回来，红外检测器将给BASIC Stamp发送一个信号，让它知道已经检测到反射回的红外光。
让每个IR LED 探测器组工作的关键是发送1 ms 频率为38.5 kHz的和声信号，然后，立刻将IR探测器的输出存储到一个变量中。下面是一个例子，它发送38.5 kHz信号给连接到P4的IR 发射器，然后用位变量irDetectLeft存储连接到P11的IR探测器的输出，。FREQOUT 4, 1, 38500
irDetectLeft = IN11
当没有IR信号返回时，探测器的输出状态为高。当它探测到被物体反射的38500 Hz和声时，它的输出为低。当FREQOUT命令发送和声后， IR探测器的输出处于低状态不到1毫秒，因此当发送完 FREQOUT命令后立即将IR探测器的输出存储到变量中是很重要的。这些存储的值会显示在调试终端或被机器人用来导航。
探测红外线干扰
如果你偶尔注意到即使检测范围内没有任何物体，你的相扑机器人指示探测到了物体，这说明附近的灯光正产生频率接近38.5 kHz的红外光。如果你想在这种灯光下进行机器人比赛或演示，你的红外系统可能会停止工作。每个人最终的想法都是让自己的机器人在公开演示时不要出错，因此在动手做演示之前，用这个红外线干涉探测程序仔细检查任何要演示相扑机器人的区域是非常必要的。
程序的原理很简单，不用IR LED发送任何红外光，只是监控有没有检测到红外光，如果检测到红外光，用扬声器发出警报。（红外检测范围调整你可能已经注意到在环境很黑的时候，亮一些的汽车灯可以看到更远一些的物体。通过使相扑机器人的前灯更亮，你也可以增加它的检测范围。更小的电阻使通过LED的电流更多。更多的电流使LED更亮。）
探测和避开障碍物
IR检测器检测到物体时，输出为高，检测到物体时，输出为低。
PBASIC语言中有个条件判断命令语句IF…THEN，
其句法是：
IF (condition) THEN…{ELSEIF (condition)}…{ELSE}…ENDIF
句中“…”的意思是，你可以在关键词之间放置一个代码段（由一条或多条命令组成）。下面是例程：
IF (IN5 = 0) AND (IN7 = 0) THEN
GOSUB ·#￥%
GOSUB ！·##
ELSEIF (IN5 = 0) THEN
GOSUB *—……%
ELSEIF (IN7 = 0) THEN
GOSUB %￥#%
ELSE
GOSUB %%￥￥#
ENDIF
如果左右IR都检测到物体，则执行以下操作：
Back_up,Turn_Left,Turn_Left
如果只左侧IR检测到物体，则执行以下操作：
Back_up,Turn_Right
如果只右侧IR检测到物体，则执行以下操作：
Back_up,Turn_Left
请同学完成探测和避开障碍物动作程序：
（后退pulsecount=0 TO 40
旋转pulsecount=0 TO 20）
机器人控制器的现状及展望概要
机器人控制器的现状及展望 摘要机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一, 它从一定程度上影响着机器人的发展。本文介绍了目前机器人控制器的现状, 分析了它们各自的优点和不足, 探讨了机器人控制器的发展方向和要着重解决的问题。 1引言 从世界上第一台遥控机械手的诞生至今已有 50年了,在这短短的几年里,伴随着计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需要及相关技术的进步,机器人的发展已经历了 3代:(1 可编程的示教再现型机器人; (2 基于传感器控制具有一定自主能力的机器人; (3 智能机器人。作为机器人的核心部分, 机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一。它从一定程度上影响着机器人的发展。目前,由于人工智能、计算机科学、传感器技术及其它相关学科的长足进步, 使得机器人的研究在高水平上进行, 同时也为机器人控制器的性能提出更高的要求。 对于不同类型的机器人, 如有腿的步行机器人与关节型工业机器人, 控制系统的综合方法有较大差别,控制器的设计方案也不一样。本文仅讨论工业机器人控制器问题。 2机器人控制器类型 机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置, 它是机器人的心脏,决定了机器人性能的优劣。 从机器人控制算法的处理方式来看,可分为串行、并行两种结构类型。 2.1串行处理结构 所谓的串行处理结构是指机器人的控制算法是由串行机来处理。对于这种类型的控制器, 从计算机结构、控制方式来划分,又可分为以下几种。 (1单 CPU 结构、集中控制方式
用一台功能较强的计算机实现全部控制功能。在早期的机器人中, 如 Hero-I, Robot-I等, 就采用这种结构, 但控制过程中需要许多计算 (如坐标变换 , 因此这种控制结构速度较慢。 (2二级 CPU 结构、主从式控制方式 一级 CPU 为主机,担当系统管理、机器人语言编译和人机接口功能,同时也利用它的运算能力完成坐标变换、轨迹插补, 并定时地把运算结果作为关节运动的增量送到公用内存, 供二级 CPU 读取;二级 CPU 完成全部关节位置数字控制。 这类系统的两个 CPU 总线之间基本没有联系,仅通过公用内存交换数据,是一个松耦合的关系。对采用更多的 CPU 进一步分散功能是很困难的。日本于 70年代生产的 Motoman 机器人(5关节,直流电机驱动的计算机系统就属于这种主从式结构。 (3多 CPU 结构、分布式控制方式 目前, 普遍采用这种上、下位机二级分布式结构, 上位机负责整个系统管理以及运动学计算、轨迹规划等。下位机由多 CPU 组成,每个 CPU 控制一个关节运动,这些 CPU 和主控机联系是通过总线形式的紧耦合。这种结构的控制器工作速度和控制性能明显提高。但这些多 CPU 系统共有的特征都是针对具体问题而采用的功能分布式结构,即每个处理器承担固定任务。目前世界上大多数商品化机器人控制器都是这种结构。 控制器计算机控制系统中的位置控制部分,几乎无例外地采用数字式位置控制。 以上几种类型的控制器都是采用串行机来计算机器人控制算法。它们存在一个共同的弱点:计算负担重、实时性差。所以大多采用离线规划和前馈补偿解耦等方法来减轻实时控制 中的计算负担。当机器人在运行中受到干扰时其性能将受到影响, 更难以保证高速运动中所要求的精度指标。
工业机器人机械培训资料
6400R工业机器人机械培训资料 第一章机器人的总体介绍 ABB IRB6400r机器人是由瑞典生产的一种6轴联动的工业机器人，采用的操作系统是Bse Ware Os。可以执行先编好的使用程序用于控制机器人的各种动作。同时可以和外部设备进行数据交换，可以实现对外部设备 的控制。机器人表面经过特殊处理，轴承和减速箱都经过良好的密封，可以保证机器人在恶劣的环境中正常的 工作。该机器人广泛使用于弧焊、点焊、搬运以及涂胶等领域。随机器人一起有三本资料分别是 《用户手册》：介绍机器人的使用及操作。 《编程手册》：程序语句的说明 《产品手册》：介绍机器人安装、维护保养以及故障排除。 1.1机器人的组成： 机器人由本体和控制电柜组成 Axis Motor axis 4 Motor mis 锣-arm -Motor ABB Robotics Products AB S-721 68 as：eT5 Sweden k*ade m Sweden Type：I尺日?4C0R M&9 Robot ver&Ofl：IRS 54CJ0W2Q50 Man. order |||||||||||||xxxxxx H OHL load See instructons No: IIIIIIIIIIIIIIIIIIHIIII&4-XXXXX □ ate of r virufactL『ng:19&9-XX*XX Net weight 2,5.120 z 3060 kg23S-150 : 2240 kg 2.5-150: 2060 kg2^-200 2390 kg 2^200 ： 3230 kg 3 0-100 2250 kg ABB Robotics Products AB S-721 開/asteras Sweden Made- in Sweder T/D& 1 尺弓 尺如version IR3 640DR/2.5- 'SO 帰tage： 3 x 4K V Frequency： 50-6C Hz Power:7.2 k'7A Man.沁r: |||||||||||||XXXXXX Re No：RXXXXXXXXXX Serial. No ||||||||||||||||||||||64-XXXXX Date cf manufacturing1&9&-XX-XX weight:240 kg
浅谈机器人智能控制研究.答案
陕西科技大学 2015 级研究生课程考试答题纸 考试科目机械制造与装配自动化 专业机械工程 学号1505048 考生姓名乔旭光 考生类别专业学位硕士
浅谈机器人智能控制研究 摘要：以介绍机器人控制技术的发展及机器人智能控制的现状为基础,叙述了模糊控制和人工神经网络控制在机器人中智能控制的方法。讨论了机器人智能控制中的模糊控制和变结构控制,神经网络控制和变结构控制,以及模糊控制和神经网络控制等几种智能控制技术的融合。并对模糊控制和神经网络控制等方法中的局限性作出了说明。 关键词:机器人；智能控制；模糊控制；人工神经网络 1 智能控制的主要方法 随着信息技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，这对自动控制技术提出崭新的挑战，促进了智能理论在控制技术中的应用，以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。 智能控制技术的主要方法有模糊控制、基于知识的专家控制、神经网络控制和集成智能控制等,以及常用优化算法有:遗传算法、蚁群算法、免疫算法等。1.1 模糊控制 模糊控制以模糊集合、模糊语言变量、模糊推理为其理论基础,以先验知识和专家经验作为控制规则。其基本思想是用机器模拟人对系统的控制,就是在被控对象的模糊模型的基础上运用模糊控制器近似推理等手段,实现系统控制。在实现模糊控制时主要考虑模糊变量的隶属度函数的确定,以及控制规则的制定二者缺一不可。 1.2 专家控制 专家控制是将专家系统的理论技术与控制理论技术相结合,仿效专家的经验,实现对系统控制的一种智能控制。主体由知识库和推理机构组成,通过对知识的获取与组织,按某种策略适时选用恰当的规则进行推理,以实现对控制对象的控制。专家控制可以灵活地选取控制率,灵活性高;可通过调整控制器的参数,适应对象特性及环境的变化,适应性好;通过专家规则,系统可以在非线性、大偏差的情况下可靠地工作,鲁棒性强。 1.3 神经网络控制 神经网络模拟人脑神经元的活动,利用神经元之间的联结与权值的分布来表
XX青少年机器人培训资料
XX青少年机器人培训资料 现在社会对于人才的要求是越来越高了，家长都想孩子能够能为一个有用的人才，于是在他们小时候就重视教育，如今只重视文化课教育是没有用的，还得重视素质教育，这也是那么多家长让孩子学习机器人课程的原因，那合肥青少年机器人培训，合肥青少年机器人教育机构？ 合肥青少年机器人培训，合肥青少年机器人教育机构——睿趣疯狂机器人科技中心是安徽省内值得信赖的乐高教育培训机构！
睿趣疯狂机器人科技中心是安徽省内青少年机器人教育行业内的领航者，拥有正规的办学许可证，每年睿趣都会都从教学环境、师资水平、管理制度等各方面接受严格审查，确保给孩子提供高水平的教学和保障。睿趣疯狂机器人在包河区、政务区、庐阳区、滨湖新区、高新区、新站区、瑶海区、经开区先后成立了八家直营分校区，在读会员人数接近4000人。 睿趣疯狂机器人针对不同年龄段孩子的学习敏感期、智力发育水平和动手能力，开发出别具一格的分级进阶的课程体系，并且不断研发和创新乐高机器人教学方式，打造省内乐高机器人领先教育水平！ 了解完合肥青少年机器人培训，合肥青少年机器人教育机构，下面再给大家聊聊乐高机器人课程： 乐高机器人课程主要以科技为主，目的就是增强学生的动
手能力、逻辑思维能力和社交能力，将孩子的所有潜能都激发出来。同时睿趣采用4C教育模式，针对不同年龄段孩子设置不同难度的课程，最近更是隆重推出了新的课程——makeblock&mblock课程和Scratch课程，让孩子们从小就打下良好的人工智能基础，成为未来的精英！ 合肥青少年机器人培训，合肥青少年机器人教育机构——睿趣疯狂机器人科技中心值得大家选择！ 睿趣疯狂机器人有严格的培训、考核和淘汰制度，让“无所不能”的睿趣疯狂机器人老师始终专注于钻研竞赛和课程研发，使得睿趣疯狂机器人的每一次教学研发和创新水平的进步都代表着整个省内机器人教学水平的提升，这份责任重担也只有实力与规模同时俱备的乐高教育机构才能承担! 不止是乐高和机器人，睿趣疯狂机器人给的比你想的更多。睿趣疯狂机器人不仅有强大的教学团队，高水平的教学质量，高获奖率的竞赛团队，还有别具一格的会员福利——中科院研学游，公益讲座，野外探险，包场宝贝地球村......世界之大，带你去看看!
机器人控制原理
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。 工作区域为矩形截面的旋转体。 (3) 球坐标型(spherical) (2RP) 两个转动关节和一个滑动关节分别实现手的左右，上下及前后运动。 工作区域是扇形旋转体。 (4)关节坐标型(articulated/anthropomorphic)(3R)
工业机器人应用培训大纲
工业机器人应用培训计划 （试行） 2015/03/19
一、工业机器人应用人才市场前景 由于人力成本的快速上升，全球产业结构深度调整，越来越多的企业装配自动化设备来提高产能、降低人力成本。以全球代工帝国富士康集团为代表的机器人计划是：三年后将目前的1万台机器人增至100万台。由此看出，中国作为“世界工场”正在快速进行技术升级，顺应制造技术的向前发展，自动化生产时代的到来已是一种趋势。可以预计，未来的几年中，企业对于自动化高层次人才的需求越来越大，而目前我国能够掌握机器人操作、调试、维修的技能人才极度缺乏，国内大中专院校机器人专业开设几乎为空白，所以，开设机器人相关专业，建设机器人实训基地是亟需解决的问题。 二、工业机器人专业人才培养体系 2.1工业机器人人才岗位分析 岗位技能要求人才适用企业 工业机器人操作工业机器人操作与编程机器人应用企业 工业机器人现场管理工业机器人维护、工艺及现场 管理 机器人应用企业 工业机器人维修应用机械、电气、控制的安装、检 测与维修 机器人应用、机器人制造企业 工业机器人装配调试机器人安装、电气调试、装配 （本体装配） 机器人应用、机器人制造企业 工业机器人应用开发自动化生产线设计与应用、工 作站装调、工作站设计与改造 机器人应用企业、集成厂商 工业机器人销售服务产品集成解决方案，售前技术 销售方案、售后产品调试安装 交付等 机器人制造企业、机器集成厂商 人才岗位需求则主要集中在工业机器人设备维修、装配与调试、工业机器人的应用开发与系统集成设等岗位，主要分为技术与销售两条人才培养路线。 2.2 工业机器人人才培养目标
培养在机电设备制造企业、自动化、数控技术、机电一体化设备运用企业从事工业机器人设备的维修与装调、自动化生产线的管理与维护、工业机器人工作站及自动化生产线的集成设计与应用、销售、推广与售后技术支持工作的高级技术应用型人才。 在机器人制造企业掌握工业机器人应用专业的基础理论和操作技能，具备机械结构设计、电气控制、传感技术、智能控制等专业技能,能独立从事大型机电设备、工业机器人应用系统的安装、调试、编程、工艺设计、维修、运行与管理等方面的工作任务；具有较好的实践经验，能进行应用设计开发具有创新精神和创业意识的高技能应用型人才。 人才培养层次： 人才层次 技能要求 初级人才 工业机器人操作、编程、日常维护，编程定位示教编程； 中级人才 工业机器人离线编程， 机械与电气控制的装配、调试 工业机器人的检测与维修 高级人才 工业机器人应用设计开发与集成 工业机器人典型岗位的对应职业技能要求 序典型 工作岗位 工作任务职业能力要求 工业机器人操作应用岗位 1．能够熟练操作机器人进行各种作业。 2．能够熟练处理工业机器人在使用过程 动作要求。 3、按照动作要求，编制相应的控制程序。 4、对机器人的动作误差能够调试调整。 1. 具有阅读电气原理图及接线图的能力； 2. 能按规范操作机器人。 3. 能看懂工业机器人的说明书。 2 工业 机器人维修 保养岗位 1．能够对工业机器人进行定期维护与保 养。 2．能够制定出工业机器人对应的点检单 和保养程序。 3．能够确选择、合理使用设备安装工具， 并对其进行保养。 4．能够快速熟练处理工业机器人在使用 过程中出现的各种故障现象。 1. 能正确选择、合理使用设备安装工具，并对其进行 保养。 2．能正确选择并合理使用常用和专业调试工具。 3．能使用专用仪器、设备完成设备的参数调整并进行 检查。 4．能完成电气控制系统和电气控制设备的连接，有 PLC控制程序编制与调试能力。 5．能按规程进行设备调试，并具备技术文件的记录与 整理能力。 6. 能编制设备检修计划。
A 机器人操作培训 S C IRB 说明书 完整版
S4C IRB 基本操作 培训教材 目录 1、培训教材介绍 2、机器人系统安全及环境保护 3、机器人综述 4、机器人启动 5、用窗口进行工作 6、手动操作机器人 7、机器人自动生产 8、编程与测试 9、输入与输出 10、系统备份与冷启动 11、机器人保养检查表 附录1、机器人安全控制链 附录2、定义工具中心点 附录3、文件管理 1、培训教材介绍 本教材解释ABB机器人的基本操作、运行。 你为了理解其内容不需要任何先前的机器人经验。 本教材被分为十一章，各章分别描述一个特别的工作任务和实现的方法。各章互相间有一定联系。因此应该按他们在书中的顺序阅读。 借助此教材学习操作操作机器人是我们的目的，但是仅仅阅读此教材也应该能帮助你理解机器人的基本的操作。 此教材依照标准的安装而写，具体根据系统的配置会有差异。
机器人的控制柜有两种型号。一种小，一种大。本教材选用小型号的控制柜表示。大的控制柜的柜橱有和大的一个同样的操作面板，但是位于另一个位置。 请注意这教材仅仅描述实现通常的工作作业的某一种方法，如果你是经验丰富的用户，可以有其他的方法。 其他的方法和更详细的信息看下列手册。 《使用指南》提供全部自动操纵功能的描述并详细描述程序设计语言。此手册是操作员和程序编制员的参照手册。 《产品手册》提供安装、机器人故障定位等方面的信息。 如果你仅希望能运行程序，手动操作机器人、由软盘调入程序等，不必要读8-11章。 2、机器人系统安全及环境保护 机器人系统复杂而且危险性大，在训练期间里，或者任何别的操作过程都必须注意安全。无论任何时间进入机器人周围的保护的空间都可能导致严重的伤害。只有经过培训认证的人员才可以进入该区域。请严格注意。 以下的安全守则必须遵守。 ?万一发生火灾，请使用二氧化碳灭火器。 ?急停开关（E-Stop）不允许被短接。 ?机器人处于自动模式时，不允许进入其运动所及的区域。 ?在任何情况下，不要使用原始盘，用复制盘。 ?搬运时，机器停止，机器人不应置物，应空机。 ?意外或不正常情况下，均可使用E-Stop键，停止运行。在编程，测试及维修时必须注意既使在低速时，机器人仍然是非常有力的，其动量很大,必须将机器人置于手动模式。 ?气路系统中的压力可达0.6MP，任何相关检修都要断开气源。 ?在不用移动机器人及运行程序时，须及时释放使能器(Enable Device)。?调试人员进入机器人工作区时，须随身携带示教器，以防他人无意误操作。?在得到停电通知时，要预先关断机器人的主电源及气源。 ?突然停电后，要赶在来电之前预先关闭机器人的主电源开关，并及时取下夹具上的工件。 ?维修人员必须保管好机器人钥匙，严禁非授权人员在手动模式下进入机器人软件系统，随意翻阅或修改程序及参数。 安全事项在《用户指南》安全一章中有详细说明。 如何处理现场作业产生的废弃物 现场服务产生的危险固体废弃物有：废工业电池、废电路板、废润滑油和废油脂、粘油回丝或抹布、废油桶。
工业机器人培训总结
工业机器人培训总结Revised on November 25, 2020
工业机器人培训总结 在信息科学技术飞速发展的今天，随着人力成本逐渐的上升，工业机器人逐渐取代人力成为流水线上行的“操作员”已成为必然趋势。 为此今年7月底至8月初广东三向培训学院面向全国广大技工院校教师组织了“工业机器人应用与维护”项目培训班。同时本人有幸被学院指派参加了此次培训。这次培训对于我个人而言，我认为这次培训班举办的非常有意义，非常有必要，因为它不仅让我充实了更多的理论知识，更让我开阔了视野，解放了思想。 本次培训班主要培训学习的内容是“工业机器人应用与维护”，分别学习了解瑞典的ABB和日本三菱的六轴机器人的软件使用，及一些典型的机器人轨迹运动、搬运、码垛及工件装配等基本编程操作技能。 工业是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据制定的原则纲领行动。机器人可以分为：娱乐性机器人，服务用机器人，工业用机器人。此次学习主要对工业机器人的编程软件进行了培训。在国外，机器人大约在20世纪50年代末就已经应用在工业生产中，但是在中国，只有少数几家大型企业有采用机器人操作。随着人口红利的逐渐下降，企业用工成本不断上涨，工业机器人正逐步走进公众的视野。有专家认为，
人口红利的持续消退，给机器人产业带来了重大的发展机遇；在国家政策支持下，产业有望迎来爆发期。 随着企业大量使用机器人也催生出大量需求的懂得组装操作和维修的人才，为此全国大多数职业院校都开办了相关专业，为广大企业培训相关人员。 这次培训班的学习，是我们每一个参训者都收益良多，一段在职教领域具有先进性和代表性的专业理论知识和技能操作的学习培训，给我们实实在在的专业提升。 通过这次培训，我不但夯实了理论基础，提高了专业技能，还与同行进行了交流，分享了教学经验，真实受益匪浅。进一步增强了自己对教学的责任心和责任感，从别的老师身上学到很多东西，包括他们对教学工作严谨负责的态度、精益求精的精神，以及他们宝贵的教学方法和教学经验。我也希望以后继续有机会接受这样的培训，以便更好地完成教学任务，更加努力地提高自己职教理论水平和专业技能素质，坚定不移地从事职业教育。 这段时间的学习、实践，使我更加清晰的看到了自身知识和能力的不足，作为一名青年教师，应该更加客观地去重新认识、评价自我，能让我们产生一种紧迫感和危机感，又激发了我们潜心思考自身的发展问题。不断地去提高自身素质，争当一名教学理念新、奉献精神强、师德高尚、有精湛专业技能的“双师型”素质的专业教师。增强以后适应社会、服务社会的能力，并更好地适应教学的需要，培养出更适应社会需要的人才。
机器人运动学(培训教材)
第2章机器人位置运动学 2.1 引言 本章将研究机器人正逆运动学。当已知所有的关节变量时，可用正运动学来确定机器人末端手的位姿。如果要使机器人末端手放在特定的点上并且具有特定的姿态，可用逆运动学来计算出每一关节变量的值。首先利用矩阵建立物体、位置、姿态以及运动的表示方法，然后研究直角坐标型、圆柱坐标型以及球坐标型等不同构型机器人的正逆运动学，最后利用Denavit-Hartenberg(D-H)表示法来推导机器人所有可能构型的正逆运动学方程。 实际上，机器手型的机器人没有末端执行器，多数情况下，机器人上附有一个抓持器。根据实际应用，用户可为机器人附加不同的末端执行器。显然，末端执行器的大小和长度决定了机器人的末端位置，即如果末端执行器的长短不同，那么机器人的末端位置也不同。在这一章中，假设机器人的末端是一个平板面，如有必要可在其上附加末端执行器，以后便称该平板面为机器人的“手”或“端面”。如有必要，还可以将末端执行器的长度加到机器人的末端来确定末端执行器的位姿。 2.2 机器人机构 机器手型的机器人具有多个自由度（DOF），并有三维开环链式机构。 在具有单自由度的系统中，当变量设定为特定值时，机器人机构就完全确定了，所有其他变量也就随之而定。如图2.1所示的四杆机构，当曲柄转角设定为120°时，则连杆与摇杆的角度也就确定了。然而在一个多自由度机构中，必须独立设定所有的输入变量才能知道其余的参数。机器人就是这样的多自由度机构，必须知道每一关节变量才能知道机器人的手处在什么位置。
图2.1 具有单自由度闭环的四杆机构 如果机器人要在空间运动，那么机器人就需要具有三维的结构。虽然也可能有二维多自 由度的机器人，但它们并不常见。 机器人是开环机构，它与闭环机构不同（例如四杆机构），即使设定所有的关节变量，也不能确保机器人的手准确地处于给定的位置。这是因为如果关节或连杆有丝毫的偏差，该关节之后的所有关节的位置都会改变且没有反馈。例如，在图2.2所示的四杆机构中，如果连杆AB 偏移，它将影响2O B 杆。而在开环系统中（例如机器人），由于没有反馈，之后的所有构件都会发生偏移。于是，在开环系统中，必须不断测量所有关节和连杆的参数，或者监控系统的末端，以便知道机器的运动位置。通过比较如下的两个连杆机构的向量方程，可以表示出这种差别，该向量方程表示了不同连杆之间的关系。 1122O A AB OO O B +=+ （2.1） 11O A AB BC OC ++= （2.2） 可见，如果连杆AB 偏移，连杆2O B 也会相应地移动，式（2.1）的两边随连杆的变化而改变。而另一方面，如果机器人的连杆AB 偏移，所有的后续连杆也会移动，除非1O C 有其他方法测量，否则这种变化是未知的。 为了弥补开环机器人的这一缺陷，机器人手的位置可由类似摄像机的装置来进行不断测量，于是机器人需借助外部手段（比如辅助手臂或激光束）来构成闭环系统。或者按照常规做法，也可通过增加机器人连杆和关节强度来减少偏移，采用这种方法将导致机器人重量重、体积大、动作慢，而且它的额定负载与实际负载相比非常小。
ABB工业机器人操作培训资料(精)
ABB机器人操作资料:系统安全及环境保护须知 一、系统安全: 由于机器人系统复杂而且危险性大,在练习期间,对机器人进行任何操作都必须注意安全。无论什么时候进入机器人工作范围都可能导致严重的伤害,只有经过培训认证的人员才可以进入该区域。 以下的安全守则必须遵守: ?万一发生火灾,请使用二氧化碳灭火器。 ?急停开关(E-Stop不允许被短接。 ?机器人处于自动模式时,任何人员都不允许进入其运动所及的区域。 ?在任何情况下,不要使用机器人原始启动盘,用复制盘。 ?机器人停机时,夹具上不应置物,必须空机。 ?机器人在发生意外或运行不正常等情况下,均可使用E-Stop键,停止运行。 ?因为机器人在自动状态下,即使运行速度非常低,其动量仍很大,所以在进行编程、测试及维修等工作时,必须将机器人置于手动模式。 ?气路系统中的压力可达0.6MP,任何相关检修都要切断气源。 ?在手动模式下调试机器人,如果不需要移动机器人时,必须及时释放使能器(Enable Device。 ?调试人员进入机器人工作区域时,必须随身携带示教器,以防他人误操作 ?在得到停电通知时,要预先关断机器人的主电源及气源。
?突然停电后,要赶在来电之前预先关闭机器人的主电源开关,并及时取下夹具上的工件。 ?维修人员必须保管好机器人钥匙,严禁非授权人员在手动模式下进入机器人软件系统,随意翻阅或修改程序及参数。 ?安全事项在《用户指南User’s Guide》安全这一章节中有详细说明。 二、现场作业产生的废弃物处理: 现场服务产生的危险固体废弃物:废工业电池、废电路板、废润滑油、废油脂、粘油回丝或抹布、废油桶、损坏的零件包装材料现场作业产生的废弃物处理方法:?现场服务产生的损坏零件由我公司现场服务人员或客户修复后再使用。 ?废包装材料,我方现场服务人员建议客户交回收公司回收再利用。 ?现场服务产生的废工业电池和废电路板,由我公司现场服务人员带回后交还供应商,或由客户保管,在购买新电池时作为交换物。 ?废润滑油、废润滑脂、废油桶、粘油废棉丝和抹布等,建议客户分类收集后交给专业公司处理。
工业机器人培训
工业机器人培训心得总结 本次培训，主要学习的内容是“工业机器人应用与调试以及离线编程”，学习了解瑞典的ABB六轴机器人的软件使用，及一些典型的机器人轨迹运动、搬运、码垛及工件装配等基本编程操作技能。 以下就是我最近的心得体会： 一、工业机器人的发展历史 什么是工业机器人呢？人们一般的理解来看，机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置，或者叫自动化装置，它仍然是个机器，它有三个特点，一个是有类人的功能，比如说作业功能，感知功能，行走功能，还能完成各种动作，它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是它可以编程，改变它的工作、动作、工作的对象，和工作的一些要求，它是人造的机器或机械电子装置。但从完整的更为深远的机器人定义来看，应该更强调机器人智能，所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。 从历史来来看真正意义上的机器人出现在1959年，经过了五十多年的发展，机器人种类达数十种，它们在许多领域为人类的生产和生活服务。大多数工业机器人都不能走路，一般是靠轨道滑行，如汽车制造机器人等。现代工业机器人主要有四大类型： （1）顺序型——这类机器人拥有规定的程序动作控制系统； （2）沿轨迹作业型——这类机器人执行某种移动作业，如焊接、喷漆等； （3）远距作业型——比如在月球上自动工作的机器人； （4）智能型——这类机器人具有感知、适应以及思维和人机通信机能。 现有机器人细分: 操作型机器人：能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。 程控型机器人：按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。 示教再现型机器人：通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。 数控型机器人：不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。 二、工业机器人的结构
机器人操作安全
机器人安全操作规程 一．示教和手动机器人 1）严禁非专业培训人员手动操作机器人，非设备维护人员禁止更改机器人速度及坐标。 2）严禁操作者手套操作示教盘和操作盘。 3）如需要手动控制机器人时，应确保机器人动作范围内（无任何人员或障碍物）示教器线缆不能严重绕曲成麻花状和与硬物摩擦，以防内部线芯折断或裸漏。将速度由慢到快逐渐调整，采用较低的倍率速度以增加对机器人的控制安全，避免速度突变造成伤害或损失。 4）在按下示教盘上的点动键之前要考虑到机器人的运动趋势。5）要预先考虑好避让机器人的运动轨迹，并确认该线路不受干涉。 6）机器人周围区域必须清洁、无油，水及杂质等。 二．生产运行 1）在开机运行前，须知道机器人根据所编程序将要执行的全部任务。 2）须知道所有会左右机器人移动的开关、传感器和控制信号示、教器和控制柜位置和状态。 3）必须知道机器人控制器和外围控制设备上的紧急停止按钮的位置，准备在紧急情况下按这些按钮。 4）机器人动作速度较快，存在危险性，人员避免停留在机
器人装箱位置附近及护栏旁，所有操作人员一律不得接近机器人运动的轨迹，设备维护人员应负责维护工作。（严禁非培训人员进入机器人工作区域） 5）永远不要认为机器人没有移动其程序就已经完成。因为这时机器人很有可能是在等待让它继续移动的输入信号 6）中途短暂休息离开设备工作区域前负责人应按下停止按钮；中途长时间休息离开设备工作区域前负责人应停止机器人及真空泵（开工时先提前一分钟开启真空泵再复位机器人）。 7）严禁在控制柜内随便放置（配件、工具、杂物、安全帽等）以免影响到部分线路，造成设备的异常 8）严格遵守并执行机器的（日常维护） 三．操作者平时操作时应注意的事项： 1）打开机器人总开关后，必须先检查机器人在不在原点位置，如果不在，请手动跟踪机器人返到原点，严禁打开机器人总开关后，机器人不在原点时按启动按钮启动机器人。2）打开机器人总开关后，检查外部控制盒急停按钮、真空泵按钮有没有按下去，如果按下去了就先打上来，然后点亮示控制柜上的伺服灯，再去按启动按钮启动机器人，严禁打开机器总开关后，外部急停按钮按下去生效时，按启动按钮启动机器人。如果当外部急停按钮按下去生效时，按启动按钮启动机器人时，机器人会出现单步动，必须查找按下急停
工业机器人概述
工业机器人概述 摘要：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生产设备。 关键词：工业机器人；由来；发展；应用领域 0 引言 工业机器人是面向工业领域的多关节 机械手或多自由度的机器人，是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的专门系统。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术 制定的原则纲领行动。因其灵活性高、输出功率大、定位精确的特点，工业机器人被广泛应用于制造业的各个环节。以其高效 高质、稳定的运转工作，工业机器人为所在行业的高效生产和稳定质量起到重要作用。 图1 工业机器人 1 工业机器人的由来 1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人“Robot”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表，特征和功能的机器，是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。20世纪40 年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图0.2所示，这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主从机械手之间有防护墙隔开，操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的 设计与制造作了铺垫。 1954年美国戴沃尔最早提出了工业机 器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年UNIMATION公司的第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。UNIMATION的VAL（very advantage language)语言也成为机器人领域最早的编程语言在各大学及科研机构中传播，也是各个机器人品牌的最基本范本。其机械结构也成为行业的模板。其后，UNIMATION公司被瑞士STAUBLI收购，并利用STAUBLI的技术优势，进一步得以改良发展。日本第一台机器人由KAWASAKI从UNIMATION进口，并由kawasaki模仿改进在国内推广。
机器人讲义
机器人是一个典型的机电一体化系统，它融合了造型技术、机械、电子、传感器、计算机软件硬件和人工智能等众多先进技术，是进行工程训练、教学实验和研究的比较理想的平台。随着信息与自动化技术的发展，许多创新的工程专业都有了共同的专业基础和综合课程，如电子电路、检测技术与传感器、嵌入式微控制器等。创新教育机器人的目的就是为学生提供一个综合实验平台，进行单片机和微控制器、数字电子和模拟电子、数字逻辑、工业传感器和工业控制、基础机器人等课程的学习和实践。通过对机器人模块的学习和研究，不仅能让学生了解机器人学基本原理、运动基础以及相关扩展功能，而且还能熟悉和掌握机器人软件之一PBASIC语言下的BASIC STAMP编译软件的原理和方法，学生可以利用该套件动手组装和调试机器人，搭建检测电路，编写控制软件，获得全方位的系统化的基础工程训练，并逐步熟悉和掌握机器人学的相关知识和要点，并予以拓展和延伸，且在学习中理论与实际联系起来，紧密结合实际动手和解决问题能力，通过“做中学、学中做”高效学习模式，进一步提高创新能力和动手能力。 相扑机器人 相扑机器人是按照迷你相扑机器人比赛规则设计的，可即时用于参加比赛。它能找到对 手的位置再将对手推出界外，而且可自动侦察到边界线，防止意外越线。它的电子部份包括一粒嵌入式BS2-IC，红外线感测器侦察对手及边界线，硬件部份包括经阳极处理黑色铅金属座架和铲子、伺服马达、车轮、可放四粒AA电池箱（不包电池）及螺丝等。 QTI 线跟踪套件 ( 红外传感器组 ) QTI传感器由红外发射和接收器组成，用来检测物体表面的反射率,原 本是用在相扑机器人上检测边界。 原理及其应用：当QTI传感器走过一个黑的表面，反射率较低，经过一个亮 的表面，反射率是较高。模块里面有一个RC电路，反射率的变化使得电路 中的电流变化，而导致RC电路充放电时间的变化，通过RCtime来测量反射率，来实现对特定的表面（例如：黑胶带）进行跟踪。 相扑机器人应用 .. 学习基础的嵌入式控制器和基础的机器人 .. 运行用红外线反射原理找寻或避开物体
机器人控制系统概述
机器人控制系统简述 摘要：机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。其系统具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。根据不同的分类方法，机器人控制方式可以有不同的分类。 关键字：控制系统；控制特点；控制要求；控制方法 机器人技术诞生于20世纪，发展比较快，而且应用极其广泛，应用于机械加工生产，科学研究，国防等方面。其对人们的生产生活起到了巨大的影响，在生活与生产中早就成为了必不可少的生产力，加快了人类的进步和社会的发展，促进了国家先进生产力的提高。机器人技术作为21世纪最先进的技术之一，它的的发展势必给人类的生产生活带来新的变革。而机器人控制系统作为机器人系统的主要组成部分，其的重要程度自然不言而喻。 1.机器人控制系统的概念 机器人控制系统是指由控制主体、控制客体和控制媒体组成的具有自身目标和功能的管理系统。控制系统意味着通过它可以按照所希望的方式保持和改变机器、机构或其他设备内任何感兴趣或可变化的量。控制系统同时是为了使被控制对象达到预定的理想状态而实施的。控制系统使被控制对象趋于某种需要的稳定状态。 2.机器人控制系统的特点 机器人的控制技术是在传统机械系统的控制技术的基础上发展起来的，因此两者之间并无根本的不同。但机器人控制系统也有许多特殊之处。其特点如下： ⑴机器人控制系统本质上是一个非线性系统。引起机器人非线性因素很多，机器人的结构、传动件、驱动元件等都会引起系统的非线性。 ⑵机器人控制系统是由多关节组成的一个多变量控制系统，且各关节间具有耦合作用。具体表现为某一个关节的运动，会对其他关节产生动力效应，每一个关节都要受到其他关节运动所产生的扰动。因此工业机器人的控制中经常使用前馈、补偿、解耦和自适应等复杂控制技术。 ⑶机器人系统是一个时变系统，其动力学参数随着关节运动位置的变化而变化。 ⑷较高级的机器人要求对环境条件、控制指令进行测定和分析，采用计算机建立庞大的信息库，用人工智能的方法进行控制、决策、管理和操作，按照给定的要求，自动选择最佳控制规律。 3.机器人控制系统的基本要求 从使用的角度讲，机器人是一种特殊的自动化设备，对其控制有如下要求： ⑴多轴运动的协调控制，以产生要求的工作轨迹。因为机器人的手部的运动是所有关节运动的合成运动，要使手部按照规定的规律运动，就必须很好地控制各关节协调动作，包括运动轨迹、动作时序的协调。 ⑵较高的位置精度，很大的调速范围。除直角坐标式机器人外，机器人关节上的位
工业机器人培训总结
工业机器人培训总结 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
工业机器人培训总结 在信息科学技术飞速发展的今天，随着人力成本逐渐的上升，工业机器人逐渐取代人力成为流水线上行的“操作员”已成为必然趋势。 为此今年7月底至8月初广东三向培训学院面向全国广大技工院校教师组织了“工业机器人应用与维护”项目培训班。同时本人有幸被学院指派参加了此次培训。这次培训对于我个人而言，我认为这次培训班举办的非常有意义，非常有必要，因为它不仅让我充实了更多的理论知识，更让我开阔了视野，解放了思想。 本次培训班主要培训学习的内容是“工业机器人应用与维护”，分别学习了解瑞典的ABB和日本三菱的六轴机器人的软件使用，及一些典型的机器人轨迹运动、搬运、码垛及工件装配等基本编程操作技能。 工业是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据制定的原则纲领行动。机器人可以分为：娱乐性机器人，服务用机器人，工业用机器人。此次学习主要对工业机器人的编程软件进行了培训。在国外，机器人大约在20世纪50年代末就已经应用在工业生产中，但是在中国，只有少数几家大型企业有采用机器人操作。随着人口红利的逐渐下降，企业用工成本不断上涨，工业机器人正逐步走进公众的视野。有专家认为，
人口红利的持续消退，给机器人产业带来了重大的发展机遇；在国家政策支持下，产业有望迎来爆发期。 随着企业大量使用机器人也催生出大量需求的懂得组装操作和维修的人才，为此全国大多数职业院校都开办了相关专业，为广大企业培训相关人员。 这次培训班的学习，是我们每一个参训者都收益良多，一段在职教领域具有先进性和代表性的专业理论知识和技能操作的学习培训，给我们实实在在的专业提升。 通过这次培训，我不但夯实了理论基础，提高了专业技能，还与同行进行了交流，分享了教学经验，真实受益匪浅。进一步增强了自己对教学的责任心和责任感，从别的老师身上学到很多东西，包括他们对教学工作严谨负责的态度、精益求精的精神，以及他们宝贵的教学方法和教学经验。我也希望以后继续有机会接受这样的培训，以便更好地完成教学任务，更加努力地提高自己职教理论水平和专业技能素质，坚定不移地从事职业教育。 这段时间的学习、实践，使我更加清晰的看到了自身知识和能力的不足，作为一名青年教师，应该更加客观地去重新认识、评价自我，能让我们产生一种紧迫感和危机感，又激发了我们潜心思考自身的发展问题。不断地去提高自身素质，争当一名教学理念新、奉献精神强、师德高尚、有精湛专业技能的“双师型”素质的专业教师。增强以后适应社会、服务社会的能力，并更好地适应教学的需要，培养出更适应社会需要的人才。
机器人PID控制概述
机器人PID控制概述 班级：M11电气工程及其自动化学号1121109024 姓名：周翔翔摘要 为应各种要求，使机器人可完成各种任务和动作。作为计算机系统中的关键技术，计算机控制技术包括范围十分广泛，从机器人智能、任务描述到运动控制和伺服控制等技术。随着信息技术和控制技术的发展，以及机器人应用范围的扩大，机器人控制技术正朝着智能化的方向发展，出现了离线编程、任务级语言、多传感器信息融合、智能行为控制等新技术。多种技术的发展将促进智能机器人的实现。 反馈是如今自动控制技术的核心。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。 具有50多年历史PID（比例-积分-微分）控制器，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。 它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数关键词：机器人控制系统，PID控制，自动控制原理 （一）机器人控制 1.1 机器人控制系统 机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。工业机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。
1.2 机器人控制的关键技术 关键技术包括： (1)开放性模块化的控制系统体系结构：采用分布式CPU计算机结构，分为机器人控制器(RC)，运动控制器(MC)，光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器(RC)和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。机器人控制器(RC)的主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能，而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。 (2)模块化层次化的控制器软件系统：软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分别面对不同的功能需求，对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成，这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。 (3)机器人的故障诊断与安全维护技术：通过各种信息，对机器人故障进行诊断，并进行相应维护，是保证机器人安全性的关键技术。 （二）PID控制技术 2.1 PID控制器的组成 PID控制器由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。 首先，PID应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就可控制了。 其次，PID参数较易整定。也就是，PID参数Kp，Ti和Td可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，PID参数就可以重新整定。 2.2 PID控制器的研究现状 虽然有这些缺点，PID控制器是最简单的有时却是最好的控制器。目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的