机器人技术实验指导书
机器人实验指导书
实验一机器人运动学实验
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。
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
直角坐标空间:
机器人末端的位置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。
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置在工作空间外，则解不存在.
哈工大(研究生实验课)机器人技术实验指导书(陶建国)
实 验 指 导 书
结构，由锥齿轮、同步齿型带和谐波减速器等多种传动结构配合实现。
图 1-2 机器人结构
机器人各关节采用伺服电机和步进电机混合驱动，并通过 Windows 环境下的软 件编程和运动控制卡实现对机器人的控制，使机器人能够在工作空间内任意位置精 确定位。运动控制卡由高性能 DSP 处理器、CPLD 可编程器件及伺服电机接口器 件等组成，用于实现伺服电机的位置、速度、加速度的控制及多个伺服电机的多轴 协调控制。其主要功能为： S 形、梯形自动加减速曲线规划；输出控制脉冲到电机 驱动器使电机运动；具有编码器位置反馈信号接口，监控电机实际运行状态；能利 用零位开关、减速开关及编码器 Z 相信号实现高速高精度原点返回操作；具有伺 服驱动器报警信号 ALM 等伺服驱动器专用信号接口。 伺服（步进）电机驱动器用来把运动控制卡提供的低功率的脉冲信号转换为能 驱动电机的大功率电信号 ,以驱动电机带动负载旋转。 电源部分用来给控制柜提供各驱动器的控制用电源，包括相关保护、滤波器件 等。操作电路提供电气系统所需的电源开、关顺序操作及保护、报警、状态指示等 控制操作。 机器人技术参数如表 1-1 所示。
机械工程学科应用型研究生综合实验
实验指导书
（机器人技术分册）
陶建国 赵学增
主编 主审
机电工程学院
2010 年 3 月
实 验 指 导 书
目
《机器人系统》实验指导书
机械本体，是机器人赖以完成作业任务的执行机构，一般是一台机械手，也称操作器、 或操作手，可以在确定的环境中执行控制系统指定的操作。典型工业机器人的机械本体一般 由手部（末端执行器）、腕部、臂部、腰部和基座构成。机械手多采用关节式机械结构，一 般具有6个自由度，其中3个用来确定末端执行器的位置，另外3个则用来确定末端执行装置 的方向（姿势）。机械臂上的末端执行装置可以根据操作需要换成焊枪、吸盘、扳手等作业 工具。
1.3 在机器人操作运行中或者等待中，决不可进入机器人的运动范围。 1.1.4. 当需要示教/检查机器人，而进入安全围栏时，操作人员必须将安全插随身带在 身上进入，以免有人意外操作机器人。同时，请在控制器前指派一个监察员，用于监控各操 作，并能随时准备按紧急停止按钮。 1.1.5. 清晰地显示操作模式，例如：自动模式，示教中，紧急停止中等等信息。这样 每个人都可以看到机器人当前的运行情况。
防护装置功能正常。 8) 确认外部动力源包括控制电源、气源等能被切断。 9) 确认示教和再现功能正常。 10) 确认机器人的轴可正常移动并且能够执行工作。 11) 确认机器人能够在自动模式下能正确动作，并且能按指定的速度和负荷执行规划的
动作。
4 示教过程的安全
4.1. 开动机器人前，请确认所有的安全防护装置（安全围栏）工作正常。 4.2. 示教工作应由两个人来做，一个示教员、一个观察员。观察员同时也承担安全监 督的责任；并在示教前，确认“工作启动”等信号情况。 4.3 示教员在进入安全围栏前，必须把示教器上的 示教锁定 开关打到ON 位置，以防 控制箱模式开关打到自动模式而引发事故。一旦机器人做出任何不正常的运动，立即按下紧 急停止 开关，并立即从预设的撤退路径退出机器人工作区。 4.4在安全围栏外、可监控整个机器人运动的位置上，请为观察员安装一个紧停开关。 一旦机器人出现不正确的运动，观察员必须可以非常方便地按下紧停 开关来立即停止机器 人。另外，如果需在紧急停止后重新启动机器人，请在安全围栏外进行复位和重启手动操作。 4.5 请清楚地标示示教工作正在进行中，以免有人通过控制器、操作面板、示教器等误 操作任何机器人系统装置。 4.6 完成示教工作后，在确认示教的运动轨迹和示教数据前，请清除安全围栏内、机器 人周围的全部人员和障碍遗留物，确认安全围栏内没有任何人员和障碍遗留物后，请在安全 围栏外执行确认工作。这时，机器人的速度应小于等于安全速度（250 毫米/秒），直到运动 确认正常。 4.7 如需在紧急停止后重启机器人，请在安全围栏外手动复位和重启。 同时确认所有 的安全条件，确认机器人周围、安全围栏内没有任何人员和障碍遗留物。 4.8 示教过程中，请确认机器人的运动范围，永远不要大意靠近机器人或进入机器人手 臂的下方。特别地，当机器人手爪中抓有工件时，永远不要靠近它或进入它的下方，因为工 件随时可能由于误操作而突然掉落。 4.9 为了安全，在示教或检查模式中，机器人的最大速度被限制在了250 毫米/秒之内 （安全操作速度）。 但是，在刚完成示教或出错恢复后，操作员校验示教数据时，请把检查 运行的速度设得越低越好。 4.10 示教过程中，无论示教操作员还是监督员，必须时刻监视机器人有无异常运动、
工业机器人实训说明书指导书
工业机器人实训说明书指导书
1.简介
本实训说明书旨在帮助学生了解工业机器人的基本原理、结构和操作方法，以及如何进行机器人编程和调试。通过实训，学生可以掌握机器人的控制技能，提高实践能力和解决问题的能力。
2.实训目标
本次实训的目标是使学生能够熟练掌握工业机器人的基本操作方法和编程技能，了解机器人的结构和工作原理，并能够独立完成机器人的编程和调试任务。
3.实验器材
本次实训使用的器材包括：工业机器人、控制器、传感器、执行器等。
4.实验步骤
(1)安装机器人：将机器人放置在工作台上，并连接好电源和控制器。
(2)编写程序：使用编程软件编写机器人程序，包括运动轨迹、速度控制、传感器检测等功能。
(3)调试程序：将编写好的程序上传到控制器中，并进行调试，确保机器人能够按照预期的运动轨迹和速度运行。
(4)运行机器人：启动控制器，让机器人开始运行，观察其运动情况，
并进行必要的调整和修改。
(5)结束实验：关闭控制器和机器人，清理实验器材。
5.注意点
(1)在进行机器人编程时，要注意安全问题，避免机器人与人员或障碍物发生碰撞。
(2)在调试程序时，要仔细检查各个参数的设置是否正确，以确保机器人能够正常运行。
(3)在运行机器人时，要密切观察其运动情况，及时发现并处理异常情况。
(4)在结束实验后，要及时清理实验器材，保持实验室的整洁和安全。
以上是一份简单的工业机器人实训说明书指导书，具体的实训步骤和注意事项可能会因不同的实验要求而有所不同。
机器人技术实验指导书
机器⼈技术实验指导书
机器⼈技术基础实验指导书
机电⼀体化实验室
2009年6⽉
学⽣实验规则
1、实验前，学⽣要认真阅读实验指导书中内容，以求对实验⽬的、内容、⽅法和步骤有初步的了解。
2、遵守实验室的各项规章制度，听从教师的指导，实验时必须严肃、认真、细致。
3、要求在教师指导下，独⽴按时完成规定的实验内容。
4、实验过程中，学⽣不得⽆故迟到、早退、旷课、有事须请假批准。
5、遵守操作规则，注意安全。
6、爱护实验中⽤到的相关设备与⼯具，丢失损失东西，及时报告，照价赔偿。
7、实验结束，应将设备、仪器、⼯具清理⼲净，搞好当天卫⽣。
第⼀章HNC-IR型教学机器⼈简介
HNC-IR型教学机器⼈的总体结构为⽴式关节形式，具有五个⾃由度，各关节均采⽤步进电机经谐波减速器和绳轮驱动，绳轮轮系具有消除间隙机构，因此定位精度较⾼。
机器⼈的各关节结构实现了部件化，便于更换不同形式的驱动电机，根据教学、科研和⼯业的需要可以在各关节的驱动轴上安装⼒或位置检测元件，更换不同⼿⽖⾮常简便。
1.1 HNC-IR教学机器⼈基本配置
HNC-IR教学机器⼈由控制单元、⽰教操作盒、控制电柜和机器⼈主体等部分组成，通过连接电缆连成⼀体，如图1.1所⽰。
1.1.1 控制单元
HNC-IR教学机器⼈的控制单元实际上就是⼀台⼯控PC机或商⽤PC机。它包括主机、彩⾊CRT显⽰器、标准键盘等⼏部分，通过打印机接⼝(并⾏接⼝)由打印电缆与控制电柜侧⾯的“计算机接⼝”插座相连。
PC机键盘和CRT是⼈机交互的主要设备，负责编程及系统管理操作。1.1.2 ⽰教操作盒
机器人技术基础实验及上机
机器人技术基础实验及上机
引言
机器人技术是近年来快速发展的一个领域，它不仅涉及到软件编程、电子电路等知识，还需要了解机械结构、传感器、控制算法等方面的
内容。为了帮助学生更好地掌握机器人技术的基础知识，本文介绍了
机器人技术基础实验及上机的相关内容。
实验目的
1.熟悉机器人技术的基础知识；
2.学习机器人的硬件结构和工作原理；
3.掌握机器人的编程方法和控制算法；
4.培养学生的创新意识和动手能力。
实验内容
实验一：机器人的组装和调试
本实验旨在让学生了解机器人的组装过程和调试方法。学生将根据
提供的零件，按照说明书进行组装，并通过调试程序，测试机器人的
工作状态。
实验步骤
1.组装机器人的各个模块，包括机械臂、传感器、电池组等；
2.连接各个模块的电路，并安装相应的驱动程序；
3.制作控制程序，测试机器人的基本动作，如前进、后退、
转弯等；
4.通过调试程序，校准机器人的传感器，确保其正常工作。
实验二：机器人的编程方法
本实验旨在让学生了解机器人的编程方法，并通过编程，实现机器
人的自主导航功能。
实验步骤
1.学习编程语言，如Python或C++；
2.利用编程语言，编写机器人的控制程序，实现基本动作的
控制；
3.学习机器人的传感器数据处理方法，设计相应的算法；
4.编写导航程序，实现机器人的自主导航功能。
实验三：机器人的应用实践
本实验旨在让学生将机器人技术应用于实际场景，如智能家居控制、物流配送等。
实验步骤
1.选取一个实际场景，例如智能家居控制；
2.设计机器人的控制方案，包括传感器选择、控制算法等；
3.利用所学知识，实现机器人对智能家居设备的控制；
机器人实验指导书(2013年版)
机器人课程实验指导书
实验一机器人程序设计基础的练习
实验目的：1. 熟悉机器人仿真平台的组成、系统参数设置。
2. 掌握机器人仿真平台的简单程序设计。
3. 学会实体机器人程序的设计与调试方法。
实验内容：1. 机器人仿真平台的系统参数设置。
2. 机器人仿真平台的简单程序设计。
3. 实体机器人程序的设计与调试方法。
实验设备：安装VJC机器人仿真平台的PC机，能力风暴机器人AS-UII。
实验学时：6学时
实验类型：验证性
实验指导教材：《VJC1.5仿真版使用教程》. 上海未来伙伴机器人有限公司. 2008
《VJC1.5开发版使用教程》. 上海未来伙伴机器人有限公司. 2008
《能力风暴机器人AS-UII使用手册》. 上海未来伙伴机器人有限公司. 2008
实验步骤：(2个学生合作完成本次实验的内容，并写出实验报告)
一、虚拟机器人程序设计。在VJC机器人仿真平台中完成以下的设计任务。
1、编写一个机器人，使其能够沿着彩线从左端走到右端。（使用场景广茂达仿真场地/沿线走场地.ini）
2、编写一个机器人，使其能够根据声音的强度，产生0～2之间的随机数，并跳到相应的格子中。（使用场景广茂达仿真场地/跳格子.ini）
3、编写一个机器人，使其能够避开障碍从一端走到另一端。（使用场景广茂达仿真场地/越障跑.ini）
二、实体机器人程序设计。使用能力风暴机器人AS-UII完成以下的设计任务。
1、参照《能力风暴机器人AS-UII使用手册》，完成能力风暴机器人AS-UII的自检过程。
2、参照《能力风暴机器人AS-UII使用手册》，将能力风暴机器人AS-UII跟计算机连接，并练习如何下载程序到机器人的控制器。
(完整版)工业机器人实验指导书
工业机器人实验指导书
工业机器人现场教学
实验一工业机器人认知部分
1.实验目的
1）了解各种机器人；
2）了解FANUC ARC Mate 100iB机器人系统组成;
3）介绍机器人试教编程，进行机器人动作演示；
2。实验器材
1)日本FANUC ARC Mate 100iB 焊接机器人一台，ABB机器人两台,众为兴机器人一台，导管架焊接机器
人一台，爬壁式机器人一台
2)工控计算机，ABB公司ROBOTSTUDIO离线编程软件一套
3.实验原理
1）Fanuc机器人简介
✧机器人的主要参数
FANUC机器人本体型号为ARC Mate M6iB,控制柜型号为M—6iB。机器人的具体性能参数如下：
轴数:6
手部负重(kg）：6
运动范围：
重复定位精度:
最大运动速度
✧FANUC 机器人的安装环境
环境温度:0—45 摄氏度
环境湿度：普通:75％RH
短时间：85%(一个月之内）
振动：=0。5G（4。9M/s2）
✧FANUC 机器人的编程方式
在线编程
离线编程
✧FANUC 机器人的特色功能
High sensitive collision detector 高性能碰撞检测机能，机器人无须外加传感器，
各种场合均适用
Soft float 软浮动功能用于机床工件的安装和取出,有弹性的机械手。
Remote TCP
2）FANUC 机器人的构成
✧FANUC 机器人软件系统
图2 电焊机Power Wave F355i
Handling Tool 用于搬运 Arc Tool 用于弧焊 Spot Tool 用于点焊 Sealing Tool 用于布胶 Paint Tool 用于油漆
机器人技术实验指导书
工业机器人实验指导书
实验一、工业机器人的安装与调试
一、实验学时：2学时
二、实验目的：
1、学习并掌握六自由度工业机器人的结构特点。
2、能根据安装说明书对机器人套件进行安装调试
三、实验设备：
1、六自由度工业机器人套件
2、LOBOT机器人舵机控制板
3、计算机一台
四、实验原理：
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。
此六自由度机械手臂的特点：1.手部和手腕连接处可拆卸.手部和手腕连接处为机械结构。b.手部是机械手臂的末端操作器.只能抓握一种工件或几种在形状、尺寸、质量等方面相近似的工件.只能执行一种作业任务。c.手部是决定整个机械手臂作业完成好坏.作业柔性好坏的关键部件之一。此机械手臂的手爪是机械钳爪式类别中的平行连杆式钳爪。
五、实验步骤：
1.首先.先熟悉一下需要用到的螺丝及铜柱
2.取1 个圆盘和1 个金属舵盘
3.用4 个M3*6 螺丝的将金属舵盘装在圆盘上面。
4.再取出1 个圆盘和1 个多功能支架.用M4*15 螺丝和螺母.将其固定
5.取2 个圆环+大轴承+双通铜柱〔长15mm+4 个M4*80 螺丝。
6.将螺丝穿入圆环。2 个圆环中间是轴承.下面用铜柱锁紧。〔越紧越好。
7.取出方孔圆盘+1 个MG996R 舵机.用4 个M4*8 螺丝和M4 螺母将舵机固定在圆盘上。注
意方向不要搞错.舵机输出轴在圆盘中心位置。这个舵机要调到90 度〔中间的位置.即往左往右都可以控制旋转90 度。
机器人技术实验指导书
机器人技术实验
指导书
汕头大学机械电子工程系
目录
实验一关节机器人的结构与控制 (1)
1．1实验目的 (1)
1．2实验设备 (1)
1．3实验原理 (1)
1．4实验内容步骤 (2)
1．5思考题 (2)
实验二关节机器人的示教与再现 (3)
2．1实验目的 (3)
2．2实验设备 (3)
2．3实验原理 (3)
2．4实验内容步骤 (3)
2．5思考题 (5)
2．6注意事项 (5)
附一：机器人技术参数 (6)
附二：机器人外形尺寸 (6)
实验一关节机器人的结构与控制
1．1 实验目的
熟悉机器人系统及主要零器件原理
1．2 实验设备
1、RBT－4T/S02S教学机器人一套
2、典型机械臂模型两套
1．3 实验原理
机器人是一种具有高度灵活性的自动化机器，是一种复杂的机电一体化设备。机器人按控制层次分为：固定程序控制机器人，示教再现机器人，智能机器人等，按机械结构层次分有：串联式机器人、并联式机器人等。
图1-1教学机器人结构
如图1-1所示的两种教学机器人都采用串联式开链结构，即机器人各连杆由旋转关节或移动关节串联连接。各关节轴线相互平行或垂直。连杆的一端装在固定的支座上（底座），另一端处于自由状态，可安装各种工具以实现机器人作业。关节的作用是使相互联接的两个连杆产生相对运动，每个关节都有一个独立的电机控制。
在机器人末端还有一个夹持器。手爪安装在手部前端，相当于人手的功能。事实上用一种手爪很难适应形状各异的工件，通常按抓取对象的不同需要设计其手爪。一些机器人上还可配备各种可换手，以增加通用性。手爪主要有电动手爪和气动手爪两种形式。
《 机器人技术基础》(实验指导书)
《机器人技术基础》实验指导书
实验一、机器人关节空间轨迹的多项式插值
一、实验目的和要求
1．熟悉关节空间轨迹的多项式插值方法；
2．了解关节空间轨迹的插值计算和笛卡尔空间路径轨迹规划的区别； 3．根据关节空间轨迹的要求编程实现轨迹规划。 4．熟练Matlab 语言编程。
二、实验仪器和设备
PC 机一台(含“Matlab ”软件)、USB 数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB 接口线。
三、实验原理
机器人作业路径点通常由工具坐标系{T}相对于工作坐标系{S)的位姿来表示，因此，在关节空间中进行轨迹规划：首先需要将每个作业路径点向关节空间变换，即用逆运动学方法把路径点转换成关节角度值，或称关节路径点；然后，为每个关节相应的关节路径点拟合光滑函数；这些关节函数分别描述了机器人各关节从起始点开始，依次通过路径点，最后到达某目标点的运动轨迹。由于每个关节在相应路径段运行的时间相同，这样就保证了所有关节都将同时到达路径点和目标点，从而也保证了工具坐标系在各路径点具有预期的位姿。
设关节在t 0＝0时刻的值是起始关节角度0θ，在终止时刻f t 的值是终止关节角度θf 。运动轨迹的描述，可用经过起始点关节角度与终止点关节角度的一个平滑插值函数()θt 来表显然，有许多平滑函数可作为关节插值函数。
1. 线性插值
如图1，关节空间线性插值的轨迹函数可以表示为：
()0
0=+
−f f
t t t θθθθ (1)
线性插值相比其他插值方式，具有简单、方便的特点。
图1
线性函数插值图
单纯线性插值会导致起始点和终止点的关节运动速度不连续，这意味着会产生无穷大的加速度，将给两端点造成刚性冲击，因此可以考虑分别在起点和终点处的邻域内增加一段抛物线的“缓冲区段”，即用抛物线与直线连接起来。
机器人教学实验指导书(修改版)
II
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深圳市元创兴科技有限公司
机器人实验指导书
前言
工业机器人具有高度的灵活性和通用性， 已在汽车、 电子和搬运等行业获得了广泛的应 用。目前，在市场上应用比较普及的工业机器人有日本安川公司的 Motoman 系列工业机器 人，美国 Adept 公司的 SCARA 型工业机器人，瑞士 ABB 系列工业机器人等。这些工业机 器人系统主要面向工业应用， 为了获得系统的高可靠性和使用方便， 系统基本上采用的都是 封闭的体系结构，专用的硬件和软件。 元创兴 REBot 机器人系列提供了一个开放的机器人系统研究平台，采用通用运动控制 器和 PC 作为控制系统平台。 由于通用的运动控制器提供了机器人关节驱动电机的位置控制、 速度控制、多个关节之间的插补、数字 I/O、网络通讯等功能，在此基础上开发专用的机器 人控制系统就已经变得相对简单和容易，再加上 PC 提供的各种功能强大应用系统开发软件 如 Visual C++，Delphi 等，以及 PC 平台体系结构的国际标准提供了丰富的硬件扩展功能， 更使开发各种专用的机器人控制系统变得相当的方便和快捷。 为了使接受高等教育的学生深入理解机电一体化技术、 机器人技术， 针对教学和科研的 特点，元创兴科技提供了系列机器人实验研究平台。
abb机器人实训指导书
abb机器人实训指导书
一、引言
本实训指导书旨在为ABB机器人操作人员提供一套全面、实用的操作指南。通过本指导书，您将了解ABB机器人的基本操作、编程、调试和维护等方面的知识，为您在实际工作中提供有力的支持。
二、机器人的基本操作
1. 机器人安全操作规程：在操作机器人之前，务必了解并遵守安全操作规程，确保人身和设备安全。
2. 机器人启动与关闭：按照正确的顺序启动和关闭机器人，确保机器人正常运行。
3. 机器人坐标系认知：了解并掌握机器人的三种坐标系（关节、世界和工具坐标系）及其相互关系。
三、机器人编程
1. I/O通信：了解并掌握机器人与外部设备的通信方式，如I/O 板卡、传感器等。
2. 程序编写：掌握机器人编程语言，如RAPID，能够编写简单的程序，实现机器人的基本运动控制。
3. 程序调试：通过模拟和实际运行，对编写的程序进行调试，确保机器人按照预期运行。
四、机器人调试与维护
1. 参数调整：根据实际需要，调整机器人的运动参数，如速度、
加速度等，提高机器人的运动性能。
2. 故障诊断与排除：了解常见的故障类型及排除方法，能够快速定位并解决机器人故障。
3. 维护与保养：定期对机器人进行维护和保养，延长机器人的使用寿命。
五、总结与展望
通过本实训指导书的学习，您将掌握ABB机器人的基本操作、编程、调试和维护等方面的知识。在实际工作中，您将能够熟练操作ABB机器人，提高工作效率和质量。同时，随着技术的不断进步和发展，ABB机器人将在更多领域得到应用和推广。希望您能够不断学习和进步，为ABB机器人的应用和发展做出贡献。
机器人工程作业指导书
机器人工程作业指导书
一、概述
机器人工程是一门涉及机械、电子、计算机科学和人工智能的综合性学科。本作业指导书旨在帮助学生理解机器人工程的基本概念和原理，并指导学生完成相关的作业任务。
二、作业要求
1. 设计一个机器人的外观与结构，包括机器人的核心部件，如传感器、执行器等。
2. 使用编程语言控制机器人的运动和功能。
3. 进行机器人的测试和性能评估，并完成相关报告。
4. 团队合作，分工合理，互相协作完成任务。
三、作业步骤
1. 机器人设计
根据机器人预定的功能和应用场景，设计机器人的外观与结构。可以选择不同材料、尺寸和形状，确保机器人的稳定性和可靠性。
2. 机器人组装
根据设计方案，将机器人的各个部件组装在一起。注意连接的稳固性和紧密性，确保机器人的正常运行。
3. 传感器和执行器集成
将传感器和执行器与机器人主体连接起来。传感器用于感知外界环境，执行器用于执行特定的任务。保证传感器与执行器的准确性和可靠性。
4. 编程控制
使用编程语言对机器人进行控制。根据机器人的功能，编写相应的算法和代码，实现机器人的运动、感知和决策。
5. 机器人测试
对机器人进行测试，包括功能测试、性能测试和稳定性测试。记录测试结果和问题，为后续的改进和优化提供参考。
6. 性能评估与报告
根据测试结果和实际应用情况，评估机器人的性能和效果。撰写相关报告，包括机器人设计方案、编程代码、测试结果和分析。
四、评分标准
1. 机器人设计与外观（20%）- 考虑机器人外观美观性和结构稳定性。
2. 传感器和执行器集成（20%）- 确保传感器和执行器与机器人主体连接稳固、可靠。
机器人实验指导书
机器人课程实验指导书
实验一机器人仿真平台的应用
实验目的：1. 熟悉机器人仿真平台AI-RCJ的安装、组成
2. 掌握机器人仿真平台的系统参数设置。
3. 学会简单的机器人程序的设计与调试方法。
实验内容：1. 机器人仿真平台AI-RCJ的安装
2. 机器人仿真平台的系统参数设置。
3. 简单的机器人程序的设计。
实验设备：安装AI-RCJ机器人仿真平台的PC机
实验学时：2学时
实验类型：验证性
实验指导教材：《AI-RCJ C语言教程教材》. 中鸣公司. 2008
《AI-RCJ 图形化编程教材》. 中鸣公司. 2008
实验步骤：(每个学生独立完成本次实验的内容，并写出实验报告)
1、机器人仿真平台的系统参数设置练习
使用提供的机器人程序新建一场比赛，通过观察不同参数值时的比赛，掌握各参数的作用。(机器人程序在文件夹“robot”中)。
导入机器人程序步骤：
打开AI-RCJ4.0运行平台，菜单项->工具->机器人管理->导入
然后再弹出的窗口中找出需要导入的机器人文件(zip或者jar文件)
机器人就会被导入(通常在default或者用户自己新建的包里面)
新建比赛步骤：
然后新建比赛，选择刚刚导入的两队机器人，进行比赛。
2、编写一个简单行走的机器人。机器人不断重复以下运动：先后退500个单位距离，再前进500个单位距离。
3、编写一个简单行走的机器人。机器人在点(500,500)和点(100,100)之间来回运动。
4、编写一个简单行走的机器人。机器人不断重复以下运动：运动到点(100,100)，延时50个单位时间，再运动到点(500,500)。
《机器人技术》实验指导书
《机器人技术》实验指导书
适用专业:机械电子工程
课程代码:150106379
学时: 4 学分:
编写单位:机械工程学院
编写人:杨强
审核人:
审批人:
实验一CDS5516舵机实验
一、实验目的和任务
1. 掌握CDS5516舵机的工作原理；
2. 掌握CDS5516舵机的总线通讯协议；
3. 了解掌握CDS5516舵机的编程调试环境Robot Servo Terminal；
4. 掌握CDS5516舵机ID号、波特率以及查找模式的设置方法。
5. 完成舵机位置变化（150-700），速度变化（230-330）时的位置、目标位置时间变化曲线，以及位置、速度时间变化曲线。
二、实验仪器、设备及材料
1. 多功能调试器（含USB AB线）一套；
2. 舵机（任意ID号）一个、舵机线两条；
3. 12V电源一个；
4. PC机一台。
三、实验原理
CDS5516数字舵机是“卓越之星”的主要执行器，它易用，可靠，并且适用于各种构型。CDS系列机器人舵机属于一种集电机、伺服驱动、总线式通讯接口为一体的集成伺服单元，主要用于微型机器人的关节、轮子、履带驱动，也可用于其他简单位置控制场合。CDS5516的实物如图1.1所示。
图1.1 CDS5516 数字舵机实物图
1．总线通讯的特点
CDS5516 采用半双工串行异步总线通讯，控制器可以通过一个UART 接口，控制多达255254个的CDS5516。这是什么意思呢？我们借用现实中的一个例子来解释。
某学校接到上级要来视察工作的通知，校长为了给领导留个好印象，决定举行一个隆重的欢迎仪式。他让宣传部编排了一些欢迎动作，这些欢迎动作需要10个方阵的学生共同表演，并且需要步伐协调，每个方阵由一个老师带领，所有的方阵由宣传部长指挥。带队老师和部长都发一个对讲机，校长
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工业机器人实验指导书实验一、工业机器人的安装与调试
一、实验学时：2学时
二、实验目的：
1、学习并掌握六自由度工业机器人的结构特点。
2、能根据安装说明书对机器人套件进行安装调试
三、实验设备：
1、六自由度工业机器人套件
2、LOBOT机器人舵机控制板
3、计算机一台
四、实验原理：
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。
此六自由度机械手臂的特点：1.手部和手腕连接处可拆卸，手部和手腕连接处为机械结构。b.手部是机械手臂的末端操作器，只能抓握一种工件或几种在形状、尺寸、质量等方面相近似的工件，只能执行一种作业任务。c.手部是决定整个机械手臂作业完成好坏，作业柔性好坏的关键部件之一。此机械手臂的手爪是机械钳爪式类别中的平行连杆式钳爪。
五、实验步骤：
1.首先，先熟悉一下需要用到的螺丝及铜柱
2.取1 个圆盘和1 个金属舵盘
3.用4 个M3*6 螺丝的将金属舵盘装在圆盘上面。
4.再取出1 个圆盘和1 个多功能支架，用M4*15 螺丝和螺母，将其固定
5.取2 个圆环+大轴承+双通铜柱（长15mm）+4 个M4*80 螺丝。
6.将螺丝穿入圆环。2 个圆环中间是轴承，下面用铜柱锁紧。（越紧越好）。
7.取出方孔圆盘+1 个MG996R 舵机，用4 个M4*8 螺丝和M4 螺母将舵机固
定在圆盘上。注意方向不要搞错，舵机输出轴在圆盘中心位置。这个舵机要调到90 度（中间）的位置，即往左往右都可以控制旋转90 度。
8.取出之前装好的带有金属舵盘的圆盘。将其固定在舵机输出轴上，注意
图中的位置，将小圆盘上2 个孔之间连线和方孔大圆上2 个孔之间的连线处于平行状态。
9.将之前装好的这两个部分，连到一起
10.方孔大圆盘下面用M4 螺母锁紧。
11.将另一个小圆盘，放上去，孔位和下面对准，取出4 个M4*20螺丝及螺丝，
将上下两个圆盘锁紧，越紧越好！（上螺丝的时候，手指可以抵着M4 螺
母，上紧即可）
12.在多功能支架上，装上一个杯士轴承，用M3*10 螺丝及M3 螺母固定。轴
承的法兰边那一面贴着多功能支架
13.取出1 个长U 支架和1 个MG996R 舵机。将舵机调到90 度，套上金属舵
盘。
14.将长U 支架套在轴承上，然后将舵机装到多功能支架中，长U支架的孔位
对准金属舵盘上面的孔位，装上M3*6 螺丝。将舵机用M4*8 螺丝和M4 螺母固定在多功能支架上面，取1 个多功能支架+1 个L 支架，用4 个M3*8 平头螺丝和4个M3 螺母，将多功能支架和L 支架固定在一起，注意，螺丝从里往外上（螺母在外面）。再取一个杯士轴承，将杯士轴承装在多功能支架上。
15.取一个长U 支架，固定在L 支架上。
16.取一个舵机，调到90 度，套上金属舵盘。
17.将舵机套在多功能支架里面，准备好M4*8 螺丝和M3*6 螺丝。
18.将螺丝固定好舵机和金属舵盘。
19.取2 个多功能支架+4 个M3*8 平头螺丝及M3 螺母。
20.把舵机调到90 度的位置，再套上金属舵盘，将其装在机械臂支架里面。
然后装上相应的螺丝。
21.装上爪子，用2 个M3*8 螺丝固定在舵盘上即可。
六、实验心得
此次机械手拆装实验，锻炼了我们的动手能力，更重要的是使我们了解了六自由度工业机械手的工作原理与方式，及其操作方法。此外，我们对
机械手各个关节里面的零部件组成跟各部件所其功能都有了一定的认识，这无疑是增长了我们的知识与见识。
七、问题：
六自由度机器人安装时的难点有哪些，如何在实践中解决的？
实验二、工业机器人平面轨迹控制实验
一、实验学时：2学时
二、实验目的：
1、学习并掌握六自由度工业机器人的平面轨迹运动方式
2、掌握工业机器人模块化软件的安装调试
3、掌握工业机器人平面轨迹的软件编程方法
三、实验设备：
1、六自由度工业机器人套件
2、LOBOT机器人舵机控制板
3、计算机一台
四、实验原理：
通常机器人运动轴按其功能可划分为机器人轴、基座轴和工装轴，基座轴和工装轴统称外部轴。目前，大部分商用工业机器人系统中，均可使用关节坐标系、直角坐标系、工具坐标系和用户坐标系，而工具坐标系和用户坐标系同属于直角坐标系范畴。
(1) 关节坐标系在关节坐标系下，机器人各轴均可实现单独正向或反向运动。对大范围运动，且不要求 TCP 姿态的，可选择关节坐标系。
(2) 直角坐标系（世界坐标系、大地坐标系）原点定义在机器人
安装面与第一转动轴的交点处， X 轴向前， Z轴向上， Y 轴按右手法则确定。
(3) 工具坐标系原点定义在 TCP 点，并且假定工具的有效方向为 X 轴（有些机器人厂商将工具的有效方向定义为 Z 轴），而 Y 轴、 Z 轴由右手法则确定。在进行相对于工件不改变工具姿态的平移操作时选用该坐标系最为适宜。
(4) 用户坐标系可根据需要定义用户坐标系。当机器人配备多个工作台时，选择用户坐标系可使操作更为简单。在用户坐标系中， TCP 点将沿用户自定义的坐标轴方向运动。
五、实验步骤
1）安装驱动
详见《驱动》文件夹，按照里面的说明自行操作。
2）上位机软件页面介绍说明
双击上位机软件，打开软件界面，如下图：
左边为舵机图标操作窗口，打钩显示该舵机口、取消就关闭该舵机口。舵机图标可自由拖拉。“保存位置”：保存的位置一定要跟上位机软件在同一个目录下，以后才能从选择那里直接打开，保存到其他文件夹无效。
“复位图标”：32个滑竿图标可以全部恢复到初始位置。
“极限切换”：极限值有两种状态，分别是P500~2500和P600~2400，针对不用的舵机使用，此按钮可以切换滑竿图标的极限状态。一般情况下不使用。
“舵机回中”：可以使得32个滑竿全部归位到P1500的状态（中间位置），故称舵机回中。
“打开偏差B“：打开机器人偏差文件。
“保存偏差B”：保存机器人偏差文件。
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COM口选择端，选择正确的COM口后，点击连接。“多路“是用于多台机器人控制，一般情况下不使用。