机器人技术实验指导书
机器人实验指导书
实验1机器人机械系统一、实验目的1、了解机器人机械系统的组成；2、了解机器人机械系统各部分的原理和作用；3、掌握机器人单轴运动的方法；二、实验设备1、RBT-5T/S02S教学机器人一台2、RBT-5T/S02S教学机器人控制系统软件一套3、装有运动控制卡的计算机一台三、实验原理RBT-5T/S02S五自由度教学机器人机械系统主要由以下几大部分组成：原动部件、传动部件、执行部件。
基本机械结构连接方式为原动部件——传动部件——执行部件。
机器人的传动简图如图2——1所示。
图2-1机器人的传动简图Ⅰ关节传动链主要由伺服电机、同步带、减速器构成，Ⅱ关节传动链有伺服电机、减速器构成，Ⅲ关节传动链主要由步进电机、同步带、减速器构成，Ⅳ关节传动链主要由步进电机、公布戴、减速器构成，Ⅴ关节传动链主要由步进电机、同步带、锥齿轮、减速器构成在机器人末端还有一个气动的夹持器。
本机器人中，远东部件包括步进电机河伺服电机两大类，关节Ⅰ、Ⅱ采用交流伺服电机驱动方式：关节Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ采用步进电机驱动方式。
本机器人中采用了带传动、谐波减速传动、锥齿轮传动三种传动方式。
执行部件采用了气动手爪机构，以完成抓取作业。
下面对在RBT-5T/S02S五自由度教学机器人中采用的各种传动部件的工作原理及特点作一简单介绍。
1、同步齿形带传动同步齿形带是以钢丝为强力层，外面覆聚氨酯或橡胶，带的工作面制成齿形（图2-2）。
带轮轮面也制成相应的齿形，靠带齿与轮齿啮合实现传动。
由于带与轮无相对滑动，能保持两轮的圆周速度同步，故称为同步齿形带传动。
同步齿形带传动如下特点：1.平均传动比准确；2.带的初拉力较小，轴和轴承上所受的载荷较小；3.由于带薄而轻，强力层强度高，故带速可达40m/s,传动比可达10，结构紧凑，传递功率可达200kW，因而应用日益广泛；4.效率较高，约为0.98。
5.带及带轮价格较高，对制造安装要求高。
同步齿形带常用于要求传动比准确的中小功率传动中，其传动能力取决于带的强度。
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.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。
S教学机器人实验指导书
实验 1 机器人的认识1.1 实验目的1、了解机器人的机构组成；2、了解机器人的工作原理；3、了解RBT系列教学机器人的性能指标；4、熟悉机器人的基本功能及示教运动过程1.2 实验设备1、RBT－6T/S02S教学机器人一台；2、RBT－6T/S02S教学机器人控制系统软件一套；3、RBT－6T/S02S教学机器人控制柜一个；4、装有运动控制卡的计算机一台；5、轴和轴套各一个；6、机器人气动手爪和喷笔装置各一套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。
机器人按技术层次分为：固定程序控制机器人，示教再现机器人，智能机器人等。
本课程所使用的机器人为6自由度机器人，均为串联关节式，其轴线相互平行或垂直，能够在空间内进行定位。
教学机器人采用伺服电机和步进电机混合驱动，主要传动部件采用可视化设计，控制简单，编程方便，是专为满足高等院校机电一体化、自动控制等专业进行机电及控制课程教学实验需要和相关工业机器人应用培训需要而最新开发的六自由度机器人，它是一个多输入多输出的动力学复杂系统，是进行控制系统设计的理想平台；它具有高度的能动性和灵活性，具有广阔的开阔空间，是进行运动规划和编程系统设计的理想对象。
机器人按技术层次分为：固定程序控制机器人，示教再现机器人，智能机器人等。
本课程所使用的机器人为六自由度示教再现式机器人。
整个系统包括六自由度机器人1台，电控柜1台，控制卡2块，实验附件1套（包括轴、套），喷绘装置1套、机器人控制软件1套。
机器人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，如图1-1所示。
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。
关节的作用是连接的两连杆产生相对运动。
关节的传动采用模块化结构，由锥齿轮、同步带、RV减速器和谐波减速器等多种传动结构配合实现。
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器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。
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 关节Ⅰ 关节Ⅱ 最大速度 关节Ⅲ 关节Ⅳ 关节Ⅴ 关节Ⅵ 最大展开半径 高度 本体重量 操作方式 电源容量 60o / S 60o / S 60o / S 60o / S 60o / S 120o / S 610 mm 850 mm ≤40Kg 示教再现 /编程 单相 220V 50Hz 4A
三、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。本机器人系统单元由六自由度串联机器人、皮带运输机、旋转料库、颜色识别 传感器、条码扫描器、装配作业台、工作台、工件检测传感器及嵌入式控制系统组 成，如图 1-1 所示。
图 1-1 串联机器人系统单元
本实验所使用的机器人为 6 自由度串联机器人，即机器人各连杆由旋转关节或 移动关节串联连接，如图 1-2 所示。其轴线相互平行或垂直，本体连杆的一端装在 固定的支座上（底座） ，另一端处于自由状态，末端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。关节的传动采用模块化
实析与验证实验
实验 1.1 机器人本体测试与操作实验
一、实验目的
1、 2、 3、 4、 了解机器人及其实验单元的机构组成； 掌握机器人及其实验单元的工作原理； 熟悉机器人的性能指标； 掌握机器人的基本功能及示教运动过程。
二、实验所用单元
1、 2、 3、 4、 RBT-6T/S01S 串联机器人及配套的附属机构一台； RBT-6T/S01S 机器人嵌入式控制系统一套； 装有运动控制卡和控制软件的计算机一台； 部分测试工具：游标卡尺、钢板尺、曲尺等。
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
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。
机器人创新实验(3)指导书
机器人创新实验（3）实验指导书机器人实验室实验一熟悉机器人与C51单片机硬件软件一、实验目的1、掌握宝贝车机器人用C51教学板与计算机硬件连接和宝贝车基本结构；2、熟悉及掌握C51系列单片机Keil uVision IDE（集成开发环境）软件、ISP下载软件及串口调试终端的使用方法。
二、实验设备及软件宝贝车机器人套件、ISP下载线、串行接口线、计算机、电源。
Keil uVision2 IDE集成开发环境、PROGISP1.72下载软件、串口调试软件。
三、实验内容和步骤单片机控制的宝贝车机器人是通过串并口或USB接口通信交互，由硬件系统与软件系统相互结合组成的一个完整的智能控制系统。
单片机必须与外围设备及软件组成一个完整的应用系统（如图1.1）。
1、熟悉宝贝车机器人的结构组成（如图 1.2）：小车底板、车轮、教学板、伺服电机、电池盒。
这是宝贝车机器人的硬件系统，它的微控制器（MCU）是由Atmel公司生产与51系列兼容的8位AT89S52单片机。
图1.1单片机应用系统图图1.2采用C51单片机的机器人2、教学板指方便单片机与电源、ISP下载线、串口线以及各种传感器和电机的连接制作的一个电路板（如图1.3）。
将宝贝车机器人与计算机硬件连接，并连接到电源。
连接单片机教学板ISP接口到计算机，以便程序下载；●连接单片机教学板串行接口到计算机，以便调试和交互；●连接机器人到电池或者是供电电源。
USBasp C版通用编程器图1.3 C51单片机教学板3、运用C语言编程，运用编译器编译生成可执行文件并下载到单片机，用串口调试软件查看单片机输出信息。
①建立用户文件夹，方便管理程序，拷入编译所需头文件（例如，将光盘“头文件”文件夹中的文件拷贝到C:\Program Files\Keil\C51\INC文件夹里）。
②进入编程系统（Keil uVision2 IDE）：1）新建项目工程（*.uv2）：Project→New Project，命名，保存在新建立的用户文件夹内；选择单片机生产公司及类型：Atmel、AT89S52。
机器人实验指导书
机器人实验指导书机械工程学院机电系2005．8实验一认识工业机器人（综合性）1．实验目的巩固工业机器人的系统组成、机构型式、自由度等基本概念，了解工业机器人的工作原理。
2．实验内容以MOTOMAN SK6通用型工业机器人为例，认识其控制系统、驱动单元、机械结构及传感系统等机器人的组成单元及各部分的功能。
以MOTOMAN SK6通用型工业机器人为例，认识其机构型式、自由度数、各关节的结构及驱动方式等内容。
3．实验要求能清楚划分机器人系统的组成单元；在认识机器人各组成单元的基础上，能准确描述各部分的构成及其功能；画出MOTOMAN SK6通用型机器人的机构简图，标出关节名称及杆件序号。
4．实验步骤（1）认识MOTOMAN SK6各部分及其相互关系；（2）打开控制柜，认识控制系统的组成；（3）认识机构型式、各关节名称；（4）按操作说明书的要求通电，操作各关节独立运动；（5）运行老师事先编好的示教程序，注意观察各部分的运动。
实验二工业机器人工作站（综合性）5．实验目的巩固机器人轨迹点位控制和连续轨迹控制的概念，加深理解工业机器人工作站的组成原则，认识变位机和末端执行器的功能、结构型式及其控制方式。
6．实验内容以MOTOMAN SK6通用型工业机器人为核心的焊接工作站为例，观察连续轨迹控制的工作过程，熟悉工作站的组成，认识变位机的功能、结构型式及其控制方式。
以MOTOMAN SK6通用型工业机器人为核心的搬运工作站为例，观察点位控制的工作过程，认识末端执行器的功能、结构型式及其控制方式。
7．实验要求能清楚划分机器人工作站的组成单元；在认识机器人工作站各组成单元的基础上，能准确描述各部分的构成及其功能；画出以MOTOMAN SK6通用型工业机器人为核心的焊接工作站中的变位机的结构简图；画出以MOTOMAN SK6通用型工业机器人为核心的搬运工作站中的末端执行器的结构简图；8．实验步骤（1）认识以MOTOMAN SK6通用型工业机器人为核心的焊接工作站各部分及其相互关系；（2）按操作指导书开机，运行老师事先编好的焊接示教程序，注意观察机器人末端的运动轨迹和变位机的配合运动；（3）以MOTOMAN SK6通用型工业机器人为核心的搬运工作站各部分及其相互关系；（4）运行老师事先编好的搬运示教程序，注意观察机器人末端的运动轨迹和末端执行器搬运杯子的动作。
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HNC-IR教学机器⼈的⽰教操作盒如图1.2所⽰，通过连接电缆直接连于控制电柜后⾯的“⽰教盒互连”插头上。
⽰教操作盒⽤于直接控制机器⼈的动作及获取⽰教编程位姿。
⽰教操作盒的使⽤介绍1.4节。
图1.2 教学机器⼈⽰教盒1.1.3 控制电柜控制电柜通过“220V电源”插头由连接电缆连到交流220V电源上，为机器⼈的控制提供强电，它把控制单元和⽰教操作盒送来的命令和操作转换为控制机器⼈动作的信号，送到固定在机器⼈主体上的步进电机，经谐波减速器和绳轮驱动带动机器⼈关节转动。
机器人技术基础实验指导书
机器人技术基础实验指导书目录实验注意事项 (1)实验软件操作指南 (3)实验一机器人认知和操作实验 (7)实验二机械手臂排列小木块实验 (10)实验注意事项1.安全预防措施(Precautions)实验室的每台机械手臂均配备有快速操作手册，为正确的安装和操作机械臂提供了完善的详细资料。
在没有彻底完全学习使用手册之前不要安装或者操作机械手臂。
注意机械手臂和控制器的安全指导。
1)正确安全地固定好机械臂的底座。
2)确定机械手臂有足够的、自由的操作空间。
3)不要进入机器人的安全范围或者当系统在运行操作中时触摸机器人。
在触摸机器人之前，确定控制器前面板上马达的开关处于关闭状态。
4)在操作机械臂之前确定头发和衣服已系好。
出现异常时，请立即中断全部正在运行的程序和停止所有轴的传动，请按控制器或者控制柜上的“EMERGENCY STOP紧急停止”按钮。
2. 警告(Warnings)不要超过机械手臂的有效负荷。
夹爪能夹起的有效负荷为1KG。
强烈推荐当夹爪抓取物体时要夹住物体的重心。
不要使用外力去移动或者停止机械手臂的任何部件。
不要让机械手臂碰到障碍物。
不要让机械手臂带着负载伸展数分钟。
不要让任何一个轴长时间处于机械应变的状态，尤其是不要夹不明物体3．实验要求1)机械臂实验可以帮助加深理解《机器人技术基础》课程中的基本概念，通过操作机械臂，可以巩固和应用课堂上所学的知识，培养同学的实验技能，因此学生对每次实验都必须认真对待。
2)预习是做好实验的前提。
在实验之前,应认真复习与实验有关的课程内容，仔细阅读实验指导书,了解实验的目的、要求,掌握基本原理和主要实验步骤。
3)实验中要注意安全，严格按照前面的安全预防措施和警告事项进行操作。
不要随意扳动和操作，当实验发生故障时，应立即按控制器或者教导器上的“EMERGENCY STOP”按钮，中断正在运行的程序和停止所有轴的传动。
然后向指导老师报告，以便妥善处理。
4)必须熟悉机械臂控制软件——“SCORBASE for ER 4U”和“RBT-6T/S01S”的操作指南以及机械臂的编程指令。
机器人技术实验指导书_10级版_
机器⼈技术实验指导书_10级版_机器⼈技术实验指导书郑嫦娥编写北京林业⼤学⼯学院机械⼯程系⽬录实验⼀搭建机器蠕⾍ (2)实验⼆机器⼈传感－控制－决策实验 (7)实验⼀搭建机器蠕⾍【实验⽬的】（1）了解机器⼈的组成，（2）通过搭建机器蠕⾍，熟悉机器⼈机械、控制、驱动等各模块基本构成。
（3）通过控制机器蠕⾍运动，熟悉舵机控制程序的编写以及机器⼈控制的⽅法。
【实验设备】博创机器⼈套件：A、B箱【实验内容】搭建机器蠕⾍，并控制其运动。
【实验步骤】（1）⾸先利⽤博创套件，搭建由4个完全相同的关节串联的机器蠕⾍。
图1 机器蠕⾍的⼀个关节图2 4个关节串联的机器蠕⾍（2）熟悉MultiFLEX控制卡的各种接⼝，以旧卡（体积⼩）为例：A：电源接⼝：+5~6VB：控制板总线C：4路电机接⼝，最⼤允许电流2A，电机红线＋，⽩线－。
连接时，⽩线朝电路板外侧。
D：RS-232串⼝，5⼝串⼝线。
插头上▲与电路板上NC对齐。
E：7路模拟量输⼊AD0~AD6，允许输⼊0~5V模拟量，主要⽤于传感器信号采集。
电路板外侧是地（对应“－”号），中间是电源（对应“＋”号），内侧是信号输⼊线。
F：12路PWM舵机控制PW0~PW11，分成了4组。
舵机引线是三芯杜邦头，棕⾊线是地，橙⾊线是电源，黄⾊线是信号线。
棕⾊线在电路板外侧。
G：16路I/O⼝，在MRcommander中可以被配置为输⼊或者输出。
如果被配置为输⼊，主要⽤于采集开关、数字式传感器的状态。
如果被配置为输出，⾼电平为控制器电源电压，低电平为0，可以⽤于驱动LED、微型电机等。
其中靠近电路板外侧是地，中间是电源，内侧是信号线。
H：A VR单⽚机在线编程接⼝。
控制器上使⽤A VR ATMega128微处理器，具备在线编程功能。
交叉编译好的⼆进制⽂件可以通过该接⼝下载到处理器内置的FLASH 中运⾏。
I：控制卡功能选择拨码开关，共8路。
第⼀路拨到ON为接通。
1)第1、2路ON，第3、4路OFF：通过RS232与上位机通讯；第1、2路OFF，第3、4路ON：通过标准总线与上位机通讯。
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。
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。
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。
1．4 实验内容步骤完成典型机械臂模型的机构传动简图。
1．5 思考题概括两种教学机器人机构传动方案设计的异同，并比较优缺点。
实验二关节机器人的示教与再现2．1 实验目的1、了解机器人完成搬运作业的过程；2、掌握机器人示教作业的操作方法；3、掌握机器人示教的工作原理及基本概念；2．2 实验设备1、RBT－4T/S02S教学机器人一套2、实验附件：轴及套2．3 实验原理机器人的示教-再现过程是分为四个步骤进行的，它包括：机器人示教(teach programming)，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。
《 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：()00=+−f ft 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。
2.用抛物线过渡的线性插值如图2所示。
设两端的抛物线轨迹具有相同的持续时间a t ，具有大小相同而符号相反的恒加速度θ。
对于这种路径规划存在有多个解，其轨迹不唯一。
机器人技术及应用实验指导书 - 修改16.3.5
《机器人技术及应用》实验指导书机电工程系二零一四年二月实验一：机器人运动分析实验一．实验目的•通过观察圆柱坐标机器人，了解工业机器人的系统结构、几何结构、坐标类型和运动控制原理。
•分析其机械传动及驱动系统结构，绘制工业机器人基本结构简图，关节配置及运动示意图。
•描述其基本结构及传动过程，建立机器人末端的运动坐标。
二．实验设备•教学机器人本体；•教学机器人电控柜；•计算机及PLC、触摸屏下载线。
三．实验原理工业机器人主要的种类有：直角坐标机器人、圆柱坐标机器人、球坐标机器人、关节型工业机器人、并联机器人、以及其它类型的工业机器人。
本实验所使用的工业机器人属于圆柱坐标机器人。
本圆柱坐标机器人属于示教再现型机器人，即先由手动操作机器人实现一定的动作，机器人通过控制系统“记住”该动作，然后再重复地实现该动作。
1关于圆柱坐标圆柱坐标的数学公式，并配以简单的示意图图示P点为圆柱坐标上的任意点，P点的坐标为（Z，R， ）。
2 圆柱坐标机械手的结构（如下图）详见附图一。
如图所示，圆柱坐标机械手由如下部分构成：实现θ坐标旋转的底座（由伺服电机1驱动）、实现R向坐标移动的移动臂（由伺服电机2驱动）、实现Z向坐标移动的移动臂（由伺服电机3驱动）、实现∅坐标旋转的手腕、以及实现抓取物块的手部（气动手指）。
3机械手抓取物块的坐标范围如图所示，本教学机械手的抓取范围为一个圆环柱，圆环柱的高度450毫米，R臂的运动范围为300毫米至750毫米。
4各坐标轴的运动实现（1）各坐标轴实现传动的基本过程（其中气动手指用气动系统实现开合）；（2）各坐标轴运动距离或转动角度的控制（需要具体的数据，如丝杠导程，齿轮传动比）等。
（1）θ坐标旋转由伺服电机1驱动减速齿轮系实现精确的旋转角度坐标，齿轮系由一对相互啮合的直齿圆柱齿轮组成，其传动比i=1:7。
伺服电机1的旋转运动通过机械结构先传递给小齿轮1，小齿轮1与大尺寸啮合进一步将旋转运动减速传递给大齿轮2。
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)。
5、编写一个简单转动的机器人。
机器人不断重复以下运动：先左转90度，再右转90度。
6、编写一个简单转动的机器人。
机器人不断重复以下运动：先转到90度，再转到270度。
7、编写一个简单转动的机器人。
机器人不断重复以下运动：绕着边长为500的正方形行走。
8、编写一个简单转动的机器人。
机器人创新实验指导书
机器人创新实验指导书1. 简介机器人创新实验是一项创造性的实践活动，旨在培养学生的动手能力、创新意识和解决问题的能力。
通过设计、搭建、编程和测试机器人模型，学生可以深入了解机器人技术的原理和应用，并能够运用所学知识解决现实生活中的问题。
本指导书将帮助学生理解机器人创新实验的基本概念和步骤，提供详细的实验指导，并引导学生进行创新思考和进一步改进。
2. 实验准备在进行机器人创新实验之前，需要做好以下准备工作：2.1 材料准备准备以下材料：•机器人平台（如Lego Mindstorms EV3套装）•传感器模块（如触碰传感器、颜色传感器等）•电池组•电脑或智能设备•编程软件（如Lego Mindstorms EV3软件）2.2 知识储备在进行机器人创新实验之前，建议学生具备以下基础知识：•了解机器人的基本原理和组成部分•掌握基本的编程概念和语法•熟悉机器人的传感器和执行器的使用方法•具备基本的问题解决能力和创新思维3. 实验步骤3.1 确定实验目标在进行机器人创新实验之前，需要确定实验的目标和问题。
学生可以根据自己的兴趣和实际需求确定一个具体的问题，如设计一个能够自动清扫房间的机器人。
3.2 设计机器人模型根据实验目标和问题，学生需要设计一个机器人模型。
可以根据实际需要选择合适的机器人平台和传感器模块，并根据功能需求设计机器人的结构和布局。
3.3 搭建机器人模型根据设计的机器人模型，学生需要将机器人模型搭建起来。
根据机器人平台的说明书和教程，按照设计进行搭建，确保机器人结构的稳定和可靠。
3.4 编程控制利用编程软件，学生需要编写机器人的控制程序。
根据实验目标和问题，学生可以利用传感器的输入和执行器的输出，编写控制程序来实现所需功能。
可以使用编程软件提供的图形化编程界面或文本化编程界面来编写程序。
3.5 测试和调试在完成编程后，学生需要进行测试和调试。
测试时，学生可以通过手动操控机器人或设定一些测试场景来检查机器人的功能和性能。
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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==机器人实验指导书篇一：机器人实验指导用书《工业机器人》课程实验指导书刘极峰肖增文邵秋萍郝飞编机电工程实验中心机器人实验室南京工程学院目录实验一慧鱼机器人模型组装综合实验................................................................... (1)附件1 实验一慧鱼机器人模型组装综合实验（实验报告） (5)附件2 实验一慧鱼机器人模型组装综合实验（实验预习报告） (6)实验二 MOTOMAN机器人认知实验................................................................... .. (7)实验三 MOTOMAN机器人焊枪动作与编程实验 (9)附录A 《工业机器人》课程教学大纲 ..................................................................12附录B 《工业机器人》实验教学大纲 .................................................................. .. 16I南京工程学院实验一慧鱼机器人模型组装综合实验一、实验内容学生运用已学的机械设计基础、工业机器人、机电传动控制、电工电子技术等课程的相关知识，阅读慧鱼机器人说明书，根据教师拟定的一些设计题目或学生自选题目，设计并组装一个机电一体化机械系统。
进行机械组件和电气组件与电机的连接，输入并运行程序，记录参数，分析结果，培养学生在机电一体化技术的工程应用方面分析与解决问题的综合能力。
二、实验目的及要求（一）实验目的本实验的目的是使学生了解机器人和机电一体化技术基本原理，了解和掌握机器人和机电一体化技术的基本知识，使学生对机器人和机电一体化技术有一个完整的理解。
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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。
爪钳式杆连行平的中别类式爪钳械机是爪手
的臂手械机
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，螺M4 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．
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。
原点定义在机器人直角坐标系（世界坐标系、大地坐标系） (2) 轴按右手法则确 Y 轴向前， Z轴向上，安装面与第一转动轴的交点处， X
定。
X 点，并且假定工具的有效方向为原点定义在 TCP (3) 工
具坐标系轴由右 Z Y 轴、轴（有些机器人厂商将工具的有效方向定义为 Z 轴），而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手法则确定。
系最为适宜。
当机器人配备多个工可根据需要定义用户坐标系。
用户坐标系(4)
点将。
在用户坐标系中， TCP 作台时，选择用户坐标系可使操作更
为简单
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。
）上位机软件页面介绍说明2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。
---------------------------------------------------------------------------
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。
．
号位置开始写动作，只是对软件操作，而不改256初始化：上位机软件初始化，表示从开始地址
变已经下载到主板上的动作。
擦除：对下载到主板上的动作组做清空操作。
擦除后需要点击初始化。
运行动作组：运行已经下载到主板上的动作组。
停止：停止运行动作组。
脱机运行：运行已经下载到主板上的动作组，并且下次开机直接执行该动作组。
禁用：禁用脱机运行。
可以添加音乐，添加后，在播放音乐前打勾勾，点击动作组运行，可以使得音乐同步播放！六、实验心得
通过对工业机器人平面空之轨迹的学习，了解了控制机器人的基本方法。
学习了机器人控制软件，并可以自己进行安装。
提高了自己对机器人的认识水平。
也增强了自己的动手能力。
七、提问：
如何解决六自由度机器人头重脚轻的问题？
实验三、工业机器人空间轨迹控制实验
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空间轨迹运动方式
2、熟练运用工业机器人模块化软件
3、掌握工业机器人空间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：
五、实验步骤
六、实验心得
通过本次对工业机器人的学习，自己掌握了工厂中工业机器人是如何编程的，也了解了工业机器人的编程方法，并通过对软件的上机操作，掌握了工业机器人的一般编程手段及编程方法。
七、提问
在程序编制上如何使机器人动作连贯？。