机器人学实验报告
机器人技术基础实验报告6
机器人技术基础实验报告6一、实验目的本次机器人技术基础实验的目的在于深入了解机器人的运动控制、感知与交互能力，并通过实际操作和观察，掌握机器人系统的基本原理和应用方法。
二、实验设备1、机器人本体：采用了一款具有多关节自由度的工业机器人模型。
2、控制器：配备了高性能的运动控制卡和处理器，用于实现对机器人的精确控制。
3、传感器套件：包括视觉传感器、力传感器和距离传感器等，以获取机器人周围环境的信息。
4、编程软件：使用了专业的机器人编程工具，具备图形化编程和代码编辑功能。
三、实验原理1、运动学原理机器人的运动学研究了机器人各个关节的位置、速度和加速度之间的关系。
通过建立数学模型，可以计算出机器人末端执行器在空间中的位置和姿态。
2、动力学原理动力学分析了机器人在运动过程中所受到的力和力矩，以及这些力和力矩对机器人运动的影响。
这对于设计合理的控制策略和驱动系统至关重要。
3、传感器融合技术通过融合多种传感器的数据，如视觉、力和距离等信息，可以使机器人更全面、准确地感知周围环境，从而做出更智能的决策和动作。
四、实验步骤1、机器人系统初始化首先，对机器人进行了机械和电气连接的检查，确保各部件安装牢固且线路连接正常。
然后，通过控制器对机器人进行初始化设置，包括关节零位校准、运动范围设定等。
2、运动控制编程使用编程软件，编写了简单的运动控制程序，实现了机器人的直线运动、圆弧运动和关节空间的运动轨迹规划。
在编程过程中，充分考虑了运动速度、加速度和精度的要求。
3、传感器数据采集与处理启动传感器套件，采集机器人周围环境的信息。
通过编写相应的程序，对传感器数据进行滤波、融合和分析，提取有用的特征和信息。
4、机器人交互实验设计了人机交互场景，通过示教器或上位机软件向机器人发送指令，观察机器人的响应和动作。
同时，机器人也能够根据传感器反馈的信息，主动与环境进行交互，如避障、抓取物体等。
五、实验结果与分析1、运动控制精度通过对机器人运动轨迹的实际测量和与理论轨迹的对比分析，发现机器人在直线运动和圆弧运动中的位置精度能够达到预期要求，但在高速运动时存在一定的误差。
基于深度强化学习的机器人控制实验报告
基于深度强化学习的机器人控制实验报告一、引言随着科技的飞速发展，机器人在工业生产、医疗服务、军事领域等多个方面发挥着越来越重要的作用。
为了使机器人能够更加智能、高效地完成各种复杂任务，深度强化学习技术应运而生。
本实验旨在研究基于深度强化学习的机器人控制方法，并对实验结果进行分析和总结。
二、实验目的本实验的主要目的是探索深度强化学习在机器人控制中的应用效果，通过训练机器人在特定环境中执行任务，提高机器人的自主决策能力和动作执行精度。
三、实验设备与环境1、机器人平台：选用了_____型号的机器人，具备多个自由度和传感器，能够实现多种动作和感知环境信息。
2、计算平台：使用了配备高性能 GPU 的服务器，以满足深度强化学习算法的计算需求。
3、开发工具：采用了_____深度学习框架和相关的库，如_____。
4、实验环境：构建了一个模拟的机器人工作场景，包括障碍物、目标物体等。
四、深度强化学习算法选择在本次实验中，我们选用了_____深度强化学习算法。
该算法具有良好的收敛性和泛化能力，能够有效地处理连续动作空间和高维状态空间的问题。
五、实验过程1、数据采集：让机器人在模拟环境中进行随机探索，收集大量的状态、动作和奖励数据。
2、模型训练：使用采集到的数据对深度强化学习模型进行训练，通过不断调整模型的参数，使模型能够学习到最优的控制策略。
3、模型评估：在训练过程中，定期使用测试集对模型进行评估，以监测模型的性能提升情况。
六、实验结果与分析1、训练曲线分析：通过观察训练过程中的奖励曲线，可以发现模型在初期奖励较低，随着训练的进行，奖励逐渐增加并趋于稳定。
这表明模型逐渐学习到了有效的控制策略。
2、动作执行精度分析：对机器人执行动作的精度进行了测量和分析，发现经过深度强化学习训练后，机器人能够更加准确地到达目标位置，并且避开障碍物。
3、泛化能力测试：将训练好的模型应用于新的环境和任务中，发现模型具有一定的泛化能力，能够在不同场景下做出合理的决策。
工业机器人实验报告
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。
机器人实验报告实验报告-原理
实验原理1.硬件部分Bioloid是一套科学教育用的机器人套件组，使用不同模块化的运动关节(机器人伺服马达)，来建造各式各样的机器人，Bioloid Robot完整套件组,可以组合出18个关节(18 DOF自由度)的双足机器人、犬型机器人、恐龙、机器电铲、家用机器人、蜘蛛侠、蛇形机器人等。
机器人使用「AX-12(智能型伺服马达)」，具有位置控制与讯号回馈功能。
设计者可以手动制定出动作，让Motion Editor 记忆并且仿真，省去繁复的位置控制。
通过Behavior control来建构完整的机器人动作。
如此，便可通过Behavior Control Programer给机器人编排出一套完整的动作。
Bioloid可以从传感器以及关节读取多种信息，并利用这些信息实现全自动运动。
例如：可以制作一个机器狗，让它在听见一声拍手声时站起来，听到两声拍手声时坐下，或者制作一个机器人，当人靠近它时，它就鞠躬。
还可以做一个机器车，可以躲避障碍物或捡起物体，也可以通过遥装置控制机器人各种动作。
只要利用提供的动作编辑软件、行为编译软件，即使没有机器人知识背景的人也可以很容易的编辑机器人，实现机器人各种动作。
对于高级使用者可以用C语言编辑机器人各种运动算法，实现更加复杂的控制。
此外，机器人还配有手柄，可以通过设定，直接使用手柄控制机器人的行动，而不用依赖于数据线的指令传送。
这样就可以摆脱线控的束缚，灵活操控机器人，从而实现更多丰富的动作，既增强了可操作性，有增加了娱乐性。
2.软件部分能够对机器人进行编程的主要有五种软件，行为控制（RoboPlus Task）、动作编辑器（RoboPlus Motion）、机器人终端（RoboPlus Terminal）、机器人管理（RoboPlus Manager）和电机升级（Dynamixel Wizard）。
下面我们将主要介绍行为控制和动作编辑器。
①行为控制（RoboPlus Task）这款软件通过逻辑函数设计机器人在面对事件时的反应。
工业机器人实验报告
工业机器人实验报告篇一：工业机器人实验报告工业机器人实验报告成绩批阅人实验名称：机器人认知实验实验地点指导教师小组成员实验日期班报告级人一、实验目的：二、实验设备及仪器三、六自由度工业机器人机构简图四、思考题1. 说明工业机器人的基本组成及各部分之间的关系。
第 1 页2. M-6iB机器人机械部分主要包括哪几部分？指出控制姿态与控制手腕动作的轴。
第 2 页工业机器人实验报告成绩批阅人实验名称：机器人编程实验实验地点指导教师小组成员实验日期班报告级人一、实验目的：二、实验设备及仪器三、实验步骤四、程序说明动作任务，记下动作程序，并在程序后面做适当的注解说明。
第 3 页五、思考题1.简述工业机器人在实际生产运用中采用示教控制与其它控制方式相比有什么优点？2.回忆本次实验过程，你从中学到了哪些知识。
第 4 页篇二：工业机器人实验报告本科生实验报告实验课程机器人技术基础学院名称核技术与自动化工程学院专业名称机械工程及自动化学生姓名学生学号指导教师实验地点JB201 实验成绩二〇 15 年 5 月二〇 15 年 5 月填写说明1、适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）；2、专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明；3、格式要求：①用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。
②打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。
字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。
③具体要求：题目（二号黑体居中）；摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）；关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)；正文部分采用三级标题；第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行)1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行）参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－XX）》。
机器人实验报告
实验1
实验一创意之星（标准版）开发环境入门
一、实验目的
1.熟悉NorthSTAR图形化开发环境。
2.掌握流程图和代码编程方法，以及程序的下载、调试方法。
3.掌握RobotSevo Terminal舵机调试设置软件的使用。
二、实验内容
1使用RobotSevo Terminal软件设置设置CDS5500的ID、工作方式等参数。
3.实验报告应包括代码及对应的实验结果。
四、实验结果
1.流程图
2.代码
#include"Apps/SystemTask.h"
uint8 SERVO_MAPPING[4]={4,3,2,1};
intmain()
{
intio0=0;
intio1=0;
MFInit();
MFInitServoMapping(&SERVO_MAPPING[0],4);
uint8 SERVO_MAPPING[2] = {1,2};
int main()
{
int io0 = 0;
int io1 = 0;
MFInit();
MFInitServoMapping(&SERVO_MAPPING[0],2);
MFSetPortDirect(0x00000FFC);
MFSetServoMode(1,1);
在做这个实验中我们知道智能避障小车的作用原理，通过红外传感器来感知前方有障碍从而做出相应的判断，对于四驱的小车通过电机模式，通过改变轮子的速度来改变小车的行驶方向。
在实验的过程我们也遇到了各种问题，在调试中通过的变换参数以及改变设计思路，在不断的变换中终于实现了小车避障的功能，也让我们懂得必须经过不多的调试才能学到东西，已让我们意识到做实验是必须具有耐心的，为我们在今后的工作中建立一个良好的性格。
智能机器人技术实训报告
一、绪论1.1 实训背景随着科技的飞速发展，智能机器人技术在我国得到了广泛的关注和应用。
为了提高我国智能机器人技术水平，培养具备实际操作能力的专业人才，我们开展了智能机器人技术实训。
本次实训旨在让学生了解智能机器人的基本原理、组成及工作流程，掌握智能机器人的编程、调试及维护方法，提高学生的实际操作能力和创新意识。
1.2 实训目的（1）使学生了解智能机器人的基本原理、组成及工作流程；（2）使学生掌握智能机器人的编程、调试及维护方法；（3）培养学生的实际操作能力和创新意识；（4）提高学生的团队协作能力和沟通能力。
二、实训内容2.1 实训环境本次实训在智能机器人实验室进行，实验室配备了多种智能机器人设备，包括工业机器人、服务机器人、教育机器人等。
2.2 实训项目（1）机器人基础操作与编程通过学习机器人基础操作，使学生掌握机器人的启动、停止、移动、抓取等基本操作。
同时，学习机器人编程语言，如Python、C++等，编写简单的机器人程序。
（2）机器人传感器应用学习机器人传感器的基本原理、类型及使用方法，如红外传感器、超声波传感器、视觉传感器等。
通过实验，让学生掌握如何使用传感器获取环境信息，实现机器人对环境的感知。
（3）机器人运动控制学习机器人运动控制的基本原理，如PID控制、轨迹规划等。
通过实验，让学生掌握如何控制机器人进行直线运动、曲线运动、抓取物体等。
（4）机器人任务规划与执行学习机器人任务规划的基本原理，如任务分解、路径规划等。
通过实验，让学生掌握如何为机器人分配任务，并指导机器人完成指定任务。
（5）机器人系统集成与调试学习机器人系统集成的基本原理，如硬件选型、软件配置等。
通过实验，让学生掌握如何将机器人与其他设备连接，实现系统集成。
同时，学习机器人调试方法，如故障诊断、性能优化等。
三、实训过程3.1 实训准备（1）学生分组：将学生分为若干小组，每组4-5人，每组选出一名组长。
（2）实训材料：准备实训所需的机器人设备、编程软件、传感器等。
机器人实验实验报告
成绩中国农业大学课程论文（2013-2014学年秋季学期）论文题目：机器人创新实验（1）实验报告课程名称：机器人创新实验（1）任课教师：班级：姓名：学号：机器人创新实验（1）实验报告关键字：ARM TKStudio集成化编程 C语言传感器舵机控制摘要：机器人创新实验课引导我们综合利用机械扩展、电子扩展、软件扩展及传感器扩展能力，以创新为主题，自主完成从机器人的机构组装到编程控制。
通过这门课程，我初步掌握了有关机器人技术的基本知识和机器人学所涉及的技术的基本原理和方法，加深了对理论知识的理解和掌握。
一、认知实验：了解探索者机器人实验一这门课用到的教学材料是探索者教学机器人创新套件。
通过这个实验平台，我们可以完成机器人的创新设计、组装以及编程控制。
在前期的认知实验中，我们搭建了一个二轮驱动的自动避障小车，并且实现了对它的控制，从而对探索者有了很好的了解。
（一）机械部分探索者的机械零件包括金属件、塑胶件、舵机、零配件四部分。
其中金属件共有29种，具有相同的壁厚和丰富的扩展孔。
舵机分为圆周舵机和标准舵机两种。
同学们在创新设计的过程中可以根据零件的特点，灵活运用，合理搭配，从而实现自己所设计的机械结构以及运动方式。
（二）控制部分我们使用的Robotway ARM7 LPC2138 主控板采用32位高性能实时嵌入式芯片，支持用户自定义开发，开放电路图、源代码、库函数。
探索者套件中包含了触碰传感器、触须传感器、近红外传感器、声控传感器等八种传感器，可以实现寻线、避障、声光等多种控制。
（三）编写和烧录程序我们使用的编译环境是TKStudio。
由于我们并没有学习过单片机，所以编程对我们来说是一个难点。
我们先从实验指导书上简单的例程开始学习，结合C 语言的知识，逐渐掌握了ARM的编程方法。
烧写程序的时候，我们用到的是Philips Flash Utility软件。
使用的过程是：1、选择端口；2、读取主控板的ID号；3、擦除主控板中原有的程序；4、选择自己的程序；5、上传。
机器人技术基础实验报告
实验一、Matlab 验证斯坦福机械手雅可比矩阵 一、实验目的1.加深对雅可比矩阵的认识，熟练其计算原理；2.熟练掌握D-H 连杆坐标系的确定方法和过程及各种变换矩阵；3.熟悉Matlab 的操作与运用。
二、实验原理对机械手的操作和控制，除了需要确定机械手操作空间与关节空间之间静态位资的映射转换关系以外，还需要对某一时刻机械手运动速度和关节速度之间的关系进行转换和分析，也就是机械手瞬时速度分析。
而我们利用雅可比矩阵来对机械手的速度进行了分析。
其中雅可比矩阵包括了两个方面：1.雅可比矩阵平移速度部分的分析；2.雅可比矩阵旋转速度部分的分析。
T 矩阵由以下公式计算可得：1111111111s 0001iii i i i i i i i i ii i i i i i c a s c c c s s d T s s c s c c d θθθαθαααθαθααα-----------⎡⎤⎢⎥--⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦三、实验步骤1、已知计算各级T 矩阵665544445436546655221132210321220000000010001000000000100001000100011000000000100101000001001---⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦--⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦-c s c s c s s c T T T s c s c c s c s d d T T T s c 1100001001⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦s c 2、计算出各连杆坐标系到基坐标系0的变换矩阵：11110111212112112121121022221211213212121121321203222000000001010010000000100-⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦----⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦---+++=-可知可知c s s c T z c c c s s s d s s c s s c c d c T z s c c c s c s c d s s d s c c s s s d s c d T s c c d 12123320010⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦可知c s s s z c 1241412414121231212414124141212312042424223124141251241451251241412312124145050001()()()----⎡⎤⎢⎥+-++⎢⎥=⎢⎥-⎢⎥⎣⎦--------+-=++c c c s s c c s s c c s c s d s d s c c c s s c s c c s s s s d c d T s c s s c c d c c c s s c s s c c c s s s c s c c c s s c c s d s d s c c c s c s T 12512414512512414123122423124514512512312124514512512312062455223()2452524525000112345600⎡⎤⎢⎥-+--+--+++⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦-+-++++=-s s s c c c s s s s c s c s c c s s d c d s c c c s s c s c c s s c d X X c c c s s s s c s c c s d s d X X s c c s c s s s s c s s d c d T X X s c s c c c d 01⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦Matlab 计算过程如下：>> clear>> syms c1 s1 c2 s2 c3 s3 c4 s4 c5 s5 c6 s6 d1 d2 d3 d4 d5 d6 a1 a2 a3 a4 a5 a6>> T10=[c1 -s1 0 0;s1 c1 0 0;0 0 1 0;0 0 0 1]>> T21=[c2 -s2 0 0;0 0 1 d2;-s2 -c2 0 0;0 0 0 1] >> T32=[1 0 0 0;0 0 -1 -d3;0 1 0 0;0 0 0 1] >> T43=[c4 -s4 0 0;s4 c4 0 0;0 0 1 0;0 0 0 1] >> T54=[c5 -s5 0 0;0 0 1 0; -s5 -c5 0 0;0 0 0 1] >> T65=[c6 -s6 0 0;0 0 -1 0;s6 c6 0 0;0 0 0 1]>> T20=T10*T21； >> T30=T20*T32； >> T40=T30*T43； >> T50=T40*T54； >> T60=T50*T65；>> T60=simplify(T60)3、用速度矢量合成的方法计算雅可比矩阵Jv 部分：356124123456102040506016263465666124561020162631245600000⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎡⎤⨯⨯⨯⨯⨯=⎢⎥⎣⎦⎡⎤⨯⨯=⎢⎥⎣⎦v v v v v v J J J J J J J J J J J J J z p z p z z p z p z p z z z z z z p z p z z z z z z ωωωωωω 1） 计算1016⨯z p1z 为连杆1坐标系的z 轴单位向量在基坐标系0中的描述；16p 为连杆1坐标系原点到连杆6坐标系原点连线矢量16O O，在基坐标系0中的描述，计算过程为：计算矩阵T61，T61的第四列即为16O O，由于坐标系1相对于坐标系0有绕Z 轴的转动，故需要对其进行转换，转换方法为；0116O O ⋅ R ，01R为T10中旋转部分注：Matlab 中向量叉积方法：e=cross (a,b)>> T61=T21*T32*T43*T54*T65 %计算出16O O在坐标系1中的描述>> P161=[s2*d3;d2;c2*d3]>> Rot10=[c1 -s1 0;s1 c1 0;0 0 1] %由T10知道旋转部分变换3*3矩阵 >> P160= Rot10* P161 % 与P60最后一列比较 >> z1=[0;0;1]>> e=cross(z1,P160) %可得到Jv 第一列： e =[ -s1*s2*d3-c1*d2; c1*s2*d3-s1*d2;0]2） 计算2026⨯z p2z 为连杆2坐标系的z 轴单位向量在基坐标系0中的描述；206p 为连杆2坐标系原点到连杆6坐标系原点连线矢量26O O，在基坐标系0中的描述，计算过程为：计算矩阵P62，P62的第四列即为26O O，由于坐标系2相对于坐标系0有姿态变化，故需要对其进行转换，转换方法为；0226O O ⋅ R ，02R为T20中旋转部分注：Matlab 中向量叉积方法：e=cross (a,b)>> T62= T32*T43*T54*T65 %计算出26O O在坐标系2中的描述>> P262=[0;-d3;0]>> Rot20=[c1*c2 -c1*s2 -s1;s1*c2 -s1*s2 c1;-s2 -c2 0] %由T20知旋转部分变换3*3矩阵>> P260= Rot20* P262 >> z2=[-s1;c1;0]>> e=cross(z2, P260) %可得到Jv 第一列：e =[c1*c2*d3; s1*c2*d3; -s1^2*s2*d3-c1^2*s2*d3]3） 由于连杆3坐标系为移动坐标系，故起对连杆6的速度贡献不能计算为3036⨯z p ，而应该为Z3的单位向量在基坐标系0中的表示；故由T30直接可得Jv 第三列为：1212320⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦c s s s z c4)由于坐标系4、5、6和坐标系6的坐标原点重合故对应6066)=⨯=⨯ i i ()q(q i i O i i i v z O O z p 的计算结果均为0 ，于是可得 35612412345612123123121212312312232112414124141245145125112414124141245000000000000⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦---+-=------+-+-++v v v v v v J J J J J J J J J J J J J c d s s d c c d c s s d c s d s c d s s s d c s c c s s c c c s s c c c c s s s s c s c c s c s c c s c s c c s c c s c ωωωωωω14512524242455210⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎢⎥-+⎢⎥⎣⎦s s s s c s s s s s c s c c 5) 用直接求导的方法验证上面Jv 的计算的正确性：在matlab 中用B=jacobian(f,v)方法直接求导可以获取雅可比矩阵四、实验总结机器人雅可比矩阵能够很好地反映出操作空间与关节空间的速度映射关系，而Matlab 则很好的简化了这种关系求导手段。
机器人技术基础实验报告4(机器人正运动学)
机器人基础原理实验报告班级：学号：姓名：台号： 2课程：4、机器人正运动学日期：成绩：教师签字：实验目的：1、学习连杆变换2、学习建立机器人的正运动学方程实验设备及软件:1、珞石XB4机器人2、MA TLAB实验原理:对一个具有n个自由度的操作臂，它的所有连杆位置可由一组n个关节变量来确定。
这样的一组变量常称为n*1的关节向量。
所有关节矢量组成的空间称为关节空间。
操作臂在空间中位置与姿态是在空间相正交的轴上进行描述的，一般称这个空间位笛卡尔空间，或任务空间和操作空间。
操作臂的位置与姿态可以在关节空间或笛卡尔空间进行描述。
正运动学是利用机器人各个关节变量的信息求取机器人末端的位置与姿态。
即实现关节空间到笛卡尔空间的变换。
根据连杆坐标系的建立步骤（改进D-H参数法），可知连杆坐标系{i}在坐标系{i-1}中描述为：该变换矩阵用于将在坐标系{i}中定义的矢量变换成坐标系{i-1}下的描述：对于n自由度机器人，分别计算出各个连杆变换矩阵，把所有连杆变换矩阵连乘就能得到一个坐标系{n}相对于坐标系{0}的变换矩阵：该变换矩阵n0T是关于n个关节变量的函数。
机器人末端连杆在笛卡尔坐标系下的位置和姿态能过通过n0T计算出来。
该表达式即为机器人的运动学方程。
带入D-H参数,即可求得相应的动力学方程的符号表达形式。
实验步骤：1、根据标准D-H参数法推导连杆坐标系{i}相对于坐标系{ i−1}的变换矩阵。
连杆坐标系{i}在坐标系{ i−1}中的描述为：3、根据各个连杆的变换矩阵表达式推导正运动学表达式。
操作臂末端执行器在机器人笛卡尔空间的位置描述：P B=T0B T60T T6P T其中: P T为末端执行器在坐标系{T}下的描述取为[1001000000001001]；4、编写正运动学代码○1使用MATLAB软件打开\东大机器人实验程序\4、机器人正运动学\sia004.slx 文件。
○2、双击DH模块。
在该函数下，补充函数。
机器人技术基础实验报告3(DH参数建立)
机器人基础原理实验报告班级：学号：姓名：台号：课程：3、DH参数建立成绩：批改日期：教师签字：1.实验目的：1、学习机器人连杆坐标系的建立2、学习修正D-H参数的建立方法2. 实验设备及软件:珞石机器人3. 实验原理:工业机器人运动学主要研究的就是机械臂的运动特性（位置、速度、加速度等），但是不考虑使机械臂产生运动时施加的力和力矩（这部分是动力学）。
而正运动学的研究即是将关节变量作为自变量，进而研究操作臂末端执行器的位姿与基座间的函数关系。
DH模型由来：1955年，Denavit和Hartenberg(迪纳维特和哈坦伯格)提出了这一方法，后成为表示机器人以及对机器人建模的标准方法，应用广泛。
总体思想:首先给每个关节指定坐标系，然后确定从一个关节到下一个关节进行变化的步骤，这体现在两个相邻参考坐标系之间的变化，将所有变化结合起来，就确定了末端关节与基座之间的总变化，从而建立运动学方程，进一步对其求解。
1.连杆参数定义在描述连杆的运动时，一个连杆运动可用两个参数来描述，这两个参数定义了空间中两个关节轴之间的相对位置。
在图3-1-1中，关节轴i-1和关节轴i之间公垂线的长度定义为连杆长度，即为a。
α表示关节轴i-1和关节轴i之间的夹角，定义为连杆扭转角。
在两个关节轴线相交时，两轴线之间的夹角可以在两者所在的平面中测量，在这种特殊情况下，α的符号可以任意选取。
在研究机器人的运动学问题时，仅需要考虑两个参数，这两个参数完全确定了所有连杆是如何连接的。
如图所示，相邻的两个连杆之间有一个公共的关节轴。
沿两个相邻连杆公共轴线方向的距离可以用一个参数d描述，该参数定义为连杆偏距。
用另一个参数描述两相邻连杆绕公共轴线旋转的夹角，该参数称为关节角，记为θ。
图3-1-1 连杆参数的定义(改进DH参数)连杆长度（link length）ai-1：关节轴i-1和关节轴i之间公垂线的长度；连杆扭转角（link twist）αi-1：关节轴i-1和关节轴i投影到垂直于ai-1的平面后构成的角（遵从右手法则，从i-1轴绕ai-1转向i轴）；连杆偏距（link offset）di：沿i轴方向，ai-1和ai的距离，即ai-1与关节轴i的交点到ai与关节轴i的交点的距离；关节角（joint angle）θi：平移ai-1和ai，绕关节轴i旋转成的夹角。
机器人学基础实验报告
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。
工业机器人臂力学建模实验报告
工业机器人臂力学建模实验报告一、实验目的本次实验旨在建立工业机器人臂的力学模型，以深入理解其运动学和动力学特性，为机器人的设计、控制和优化提供理论基础。
二、实验原理工业机器人臂通常可以看作是由一系列连杆通过关节连接而成的多自由度系统。
在力学建模中，需要考虑连杆的质量、质心位置、转动惯量以及关节的驱动力矩等因素。
基于牛顿欧拉方程，可以分别对每个连杆进行力学分析，建立起整个机器人臂的动力学方程。
同时，运动学分析用于确定连杆之间的相对位置和姿态关系，为动力学建模提供必要的输入。
三、实验设备1、工业机器人本体：选用_____型号的六自由度工业机器人。
2、传感器：包括力传感器、位置传感器和姿态传感器等，用于测量机器人臂的受力、位置和姿态信息。
3、数据采集系统：用于采集传感器的数据，并传输到计算机进行处理和分析。
4、计算机：安装有相关的建模和分析软件。
四、实验步骤1、机器人臂的几何参数测量使用测量工具，准确测量机器人臂各个连杆的长度、宽度、高度等几何尺寸。
确定关节的轴线位置和转动范围。
2、质量和转动惯量测量采用称重法测量连杆的质量。
通过转动惯量测量装置，测量连杆绕不同轴的转动惯量。
3、传感器安装与校准将力传感器安装在机器人臂的末端执行器上，确保测量精度。
对位置传感器和姿态传感器进行校准，保证数据的准确性。
4、运动轨迹规划在计算机上使用编程软件，规划机器人臂的一系列运动轨迹，包括直线运动、圆弧运动等。
5、数据采集在机器人臂按照规划的轨迹运动过程中，通过数据采集系统实时采集力、位置和姿态等数据。
6、建模与分析将采集到的数据导入建模软件中，建立机器人臂的力学模型。
对模型进行求解和分析，得到关节驱动力矩、速度和加速度等参数。
五、实验数据处理与结果分析1、数据处理对采集到的原始数据进行滤波和降噪处理，以去除噪声和干扰。
将数据进行归一化和单位转换，以便于后续的分析和比较。
2、结果分析分析关节驱动力矩与机器人臂的位置、速度和加速度之间的关系。
机器人学习实验报告
一、实验目的1. 了解机器人的基本组成和工作原理。
2. 掌握机器人编程的基本方法。
3. 学习机器人运动控制和路径规划。
4. 培养动手能力和团队协作精神。
二、实验内容及步骤1. 实验环境本实验使用一款小型移动机器人，配备以下硬件：1个微控制器1个伺服电机1个红外传感器1个超声波传感器1个无线模块1个充电电池软件方面，使用ROS（Robot Operating System）进行机器人编程和控制。
2. 实验步骤（1）机器人组装与调试首先，将机器人各个部件按照说明书进行组装。
组装完成后，进行初步调试，确保机器人可以正常移动和传感器可以正常工作。
（2）机器人编程使用ROS编写机器人控制程序，主要包括以下内容：移动控制：编写控制机器人移动的代码，实现直线移动、转弯、后退等功能。
传感器数据处理：编写代码处理红外传感器和超声波传感器的数据，实现避障功能。
无线通信：编写代码实现机器人之间的无线通信，实现协同工作。
（3）机器人路径规划设计机器人路径规划算法，实现机器人按照指定路径移动。
本实验采用A算法进行路径规划。
（4）机器人实验进行以下实验：直线移动：让机器人按照预设路径进行直线移动。
转弯：让机器人按照预设路径进行转弯。
避障：让机器人遇到障碍物时自动避开。
协同工作：让多台机器人协同完成特定任务。
三、实验结果与分析1. 机器人移动通过编程控制，机器人可以按照预设路径进行直线移动和转弯。
实验结果显示，机器人移动平稳，速度可调。
2. 机器人避障通过红外传感器和超声波传感器，机器人可以检测到周围障碍物。
当检测到障碍物时，机器人会自动调整方向避开障碍物。
实验结果显示，机器人避障效果良好。
3. 机器人路径规划采用A算法进行路径规划，机器人可以按照预设路径移动。
实验结果显示，路径规划效果良好，机器人能够顺利到达目标位置。
4. 机器人协同工作通过无线通信，多台机器人可以协同完成特定任务。
实验结果显示，机器人协同工作效果良好，能够高效完成任务。
机器人实验报告
实验一机器人运动学实验一、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。
本次实验用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。
表1-1 连杆参数表其中连杆长l1=200mm，l2=200mm，机器人基坐标系为O-XYZ。
根据上面的坐标变换公式，各个关节的位姿矩阵如下：运动学正解：各连杆变换矩阵相乘，可得到机器人末端执行器的位姿方程（正运动学模型）为：其中：z 轴为手指接近物体的方向，称接近矢量 a （approach）；y 轴为两手指的连线方向，称方位矢量o（orientation）；x 轴称法向矢量n（normal），由右手法则确定，n=o*a。
p 为手爪坐标系原点在基坐标系中的位置矢量。
运动学逆解：通常可用未知的连杆逆变换右乘上式：令两式对应元素分别相等即可解出。
其中将上式回代，可得，令第二行第四个元素对应相等，可得：令第四行第三个元素对应相等，可得：所以，三、实验步骤步骤1．检查实验系统各部分的信号连接线、电源是否插好，完成后打开伺服驱动系统的电源开关。
移动机器人基础实验报告
一、实验目的1. 理解移动机器人的基本组成和工作原理；2. 掌握移动机器人的运动学模型和轨迹规划方法；3. 熟悉移动机器人的控制算法和仿真实验；4. 提高实际操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理移动机器人是一种能够自主移动的智能设备，主要由传感器、控制器、执行器、通信模块等组成。
其工作原理是通过传感器感知环境信息，控制器根据预设算法进行决策，执行器根据控制指令执行动作，实现机器人的自主移动。
三、实验内容1. 移动机器人组成及工作原理实验（1）实验目的：了解移动机器人的组成及各部分功能。
（2）实验步骤：①观察移动机器人的结构，了解其组成及各部分功能；②分析移动机器人各组成部分之间的联系和作用；③总结移动机器人的工作原理。
2. 移动机器人运动学模型实验（1）实验目的：掌握移动机器人的运动学模型。
（2）实验步骤：①建立移动机器人的运动学模型；②推导移动机器人的运动学方程；③分析运动学方程中各个参数的意义。
3. 移动机器人轨迹规划实验（1）实验目的：掌握移动机器人的轨迹规划方法。
（2）实验步骤：①设定移动机器人的起点和终点；②根据起点和终点，规划移动机器人的路径；③分析路径的优缺点，优化路径。
4. 移动机器人控制算法实验（1）实验目的：熟悉移动机器人的控制算法。
（2）实验步骤：①选择合适的控制算法，如PID控制、滑模控制等；②编写控制算法程序，实现机器人的控制；③调试程序，使机器人按照预期轨迹运动。
5. 移动机器人仿真实验（1）实验目的：验证控制算法的有效性。
（2）实验步骤：①搭建移动机器人的仿真模型；②将控制算法程序应用于仿真模型；③分析仿真结果，验证控制算法的有效性。
四、实验结果与分析1. 移动机器人组成及工作原理实验实验结果：通过观察移动机器人的结构，了解了其组成及各部分功能，掌握了移动机器人的工作原理。
2. 移动机器人运动学模型实验实验结果：建立了移动机器人的运动学模型，推导了运动学方程，分析了运动学方程中各个参数的意义。
机器人实习报告（精选6篇）
机器人实习报告机器人实习报告（精选6篇）一段充实而忙碌的实习生活结束了，想必都收获了成长和成绩，需要好好地写一封实习报告总结一下。
但是相信很多人都是毫无头绪的状态吧，以下是小编为大家收集的机器人实习报告，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
机器人实习报告篇1一．绪论1.1机器人的发展背景与前瞻与课程设计内容近年来，随着社会飞速发展，机器人的研究及应用得到迅速发展，因其在教育，医疗，军事，工业等领域的巨大应用，因此得到许多国内外科学家的关注。
机器人在以后社会快速发展的过程中会起着越来越重要的作用。
相信在不久的将来机器人将会取代繁重的人力劳动，使劳动者的人身安全得到保障。
同时机器人的发展也将为以后的社会发展奠定良好的基础。
双足机器人不仅具有广阔的工作空间，而且对步行环境要求很低，能适应各种地面且具有较高的逾越障碍的能力，其步行性能是其它步行结构无法比拟的。
研究双足行走机器人具有重要的意义。
1、主要内容：1）、控制系统软硬件设计与仿真；2）、六自由度机器人运动控制。
2、训练形式学生以小组为单位，集体讨论确定整体方案；指导教师给出实训方向，技术指标等，协助学生完成训练任务。
二.实习任务这次机电一体化综合训练Ⅲ包含两部分内容。
一是分组选题完成实习要求；二是开发性设计。
本报告书将从整体上分为两部分对本次实习的要求进行汇报。
完成对六自由度机器人的组装、调试以及实现预定的功能。
三.实习要求要使六自由度机器人实现人类的一些动作，那么六自由度机器人必须有它的独特性。
事实上，关于运动灵活性，人类大约拥有四百个左右的自由度。
因此，机器人的关节的选择、自由度的确定是很必要的，步行机器人自由度的配置对其结构有很大影响。
自由度越少，结构越简单，可实现功能越少，控制起来相对简单；自由度越多，结构越复杂，可实现功能越多，控制过程相对复杂。
自由度的配置必须合理:首先分析一下步行机器人的运动过程(向前)和行走步骤:重心右移(先右腿支撑)、左腿抬起、左腿放下、重心移到双腿中间、重心左移、右腿抬起、右腿放下、重心移到双腿间，共分8个阶段。
学校机器人制作实验报告
____________学校机器人制作实验报告
教师签名______________
亮宁机器人实验方案
针对亮宁机器人套装，亮宁机器人研发人员对机器人实验提出下面一序列实验方案，各学校可根据各自的学情校情选择其中一部分实验和自行开展一些其它实验，让有过机器人学习基础和从没学习机器人的同学，都能从实验中获得知识与乐趣，人人都有体验和进步。
实验一，万用表等基本工具的使用；
实验二，亮宁机器人编程软件的安装与调试；
实验三，齿轮传动与皮带传动；
实验四，四轮小车的搭建；
实验五，小车运动的控制，简单程序编辑与下载；
实验六，数据的显示，程序顺序的编辑；
实验七，伺服电机的应用，分支程序应用；
实验八，地面循线传感器及其应用，循环程序；
实验九，机器人循线实验；
实验十，机器人定位抓物；
实验十一，火焰传感器及应用；
实验十二，超声波传感器及应用；
实验十三，声控传感器及应用；
实验十四，碰撞传感器制作及应用；
实验十五，函数与自定义函数及应用；
实验十六，遥控机器人实验。
高低级机器人实验报告
华南师范大学实验报告学生姓名学号专业年级班级课程名称机器人技术实验项目高/低版本机器人简易操作实验类型□验证■设计□综合实验时间 2014 年 04月07日实验指导老师实验评分一、实验目的1.通过亲历组装简易机器人, 初步了解机器人的运动方式和传感器类型。
1.通过亲历两种图形化程序的输入、编译成目标程序并写入机器人的全过程, 初步了解有关图形化语言的含义。
2.了解设计一个简易机器人的程序, 并掌握利用流程图编程的一般方法。
3.体验设计成功的喜悦, 为进一步的学习打下基础。
二、实验设备高版本机器人一个、低版本机器人一个。
图1三、 实验原理利用流程图编程方法进行程序编写一般步骤如下:1.低版本机器人程序设计:设计思路: 两轮一直前进→其中一个传感器碰到障碍物→两轮同时反转方向后退一段距离 /时间→两轮再同时反转继续前进→左转/右转一小角度→程序跳到开始使机器人继续前进。
实际程序如下图:2.高级版本机器人实验设计:设计思路：一直前进→距离传感器检测到障碍物→停止前进→打开光传感器→判断红球还是篮球→若是红球转动手臂打掉, 若是篮球后退→当有声音或者接触时前进。
实际程序如下图:选择功能模块 组织流程图选择功能模块库设置模块的参数机器人与电脑连接 程序下载四、实验内容1.明确机器人必须完成的步骤。
（参考实验原理）2.编辑每个步骤中的程序。
实验时注意每个接口所对应的电机和传感器。
3.编写完成后, 使机器人与电脑相连, 下载程序到机器人中。
4.测试与调试。
将下载好程序的机器人运行, 并观察机器人是否能完成任务, 根据机器人的运行状态及时调试程序并重新下载到机器人里, 使机器人能够顺利的完成任务。
五、实验问题与总结1.编写程序时, 必须明确每个模块（图标）的功能, 必要时要先在草稿纸上写上机器人的任务步骤。
2.为了使机器人更加智能化, 编程时注意要加上循环和必要的传感器。
3.让机器人前进行走时注意让轮子一直前进。
(完整word版)机器人实验报告
机器人实验报告机器人实验报告1。
首先观察机器人行走的每一个动作，并记录动作是怎么样执行的,并且记录舵机的位置.打开robot软件接入机器人,进行对人形机器人调节每一个动作,达到行走的目的。
【实验器材】电脑、人形机器人、下载线、电源。
【实验步骤】一．检测仿生机器人设备能不能正常运行.二．启动仿生机器人控制软件,并且连接机器人. 三．编辑人形机器人的动作。
1。
添加人形机器人的初始位置。
添加人形机器人的动作.3. 添加人形机器人的循环动作。
4. 设置人形机器人的结束动作。
5. 保存和尚在编辑完的动作。
6。
演示人形机器人所编辑的动作。
7。
对不符合的动作进行修正。
【注意事项】1. 在用人形机器人时，首先要充满电.在下载程序时不要动机器人.3。
在编辑时两个动作不能跨度过大。
4。
在演示时以防机器人摔倒.【实验结论】用控制软件的编程可以使机器人达到行走的目的. 【实验体会和心得】通过本实验加深我们对机器人的了解，更进一步的掌握了各部件之间的功能特性.让我们在以后更多的实验中能灵活应用探究方法和操作能力。
除此，我们在机器人教学中培养了我们的兴趣，创新能力，分析能力和动手操作能力,激发了我们学习、探索、掌握和运用智能机器人技术的兴趣，提高我们爱科学、学科学、用科学的积极性，丰富我们的课余文化生活,增强我们的探究意识、进取意识、团队意识和竞争意识.特别是在机器人的编程和调试方面，我们通过亲手装配、实验、编程和实施机器人项目、直至达到我们所需要的结果.这过程使们们获得发自内心的快乐，同时也培养了我们的动手实践能力、创新思维能力、综合应用能力和团结协作能力。
通过机器人实验我们觉得自己变得更从容、更自信、更具有成就感。
通过实验操作,我们的能力在动手操作和探究方面都得到较大的提升.同时我们也体会到了团队合作的重要性。
附送：机场不可撤销担保书机场不可撤销担保书。
二、本保证书保证归还借款人在字第号贷款合同项下不按期偿还的全部或部分到期贷款本息，并同意在接到贵行书面通知后十四天内代为偿还借款人所欠借款本息。
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机器人学基础实验报告
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。
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。
表1-1 连杆参数表
其中连杆长l 1=200mm ，l 2=200mm ，机器人基坐标系为O-X 0Y 0Z 0。
根据上面的坐标变换公式，各个关节的位姿矩阵如下：
⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--=10
cos sin 00sin cos cos cos sin 0sin sin cos sin cos 33
3
3
33
333333323d T αααθαθθ
αθαθθ
运动学正解：各连杆变换矩阵相乘，可得到机器人末端执行器的位姿方程（正运动学模型）为：
其中：z 轴为手指接近物体的方向，称接近矢量 a （approach ）；y 轴为两手指的连线方向，称方位矢量o （orientation ）；x 轴称法向矢量n （normal ），由右手法则确定，n=o*a 。
p 为手爪坐标系原点在基坐标系中的位置矢量。
运动学逆解：通常可用未知的连杆逆变换右乘上式：
令两式对应元素分别相等即可解出。
其中
22
12
222212y
x y
x p
p l p p l l M +++-=
将上式回代，可得，
⎥⎦
⎤
⎢
⎣⎡-++=1112)sin()cos(l r r arctg ϕθϕθθ式中：22y
x p p r +=
；y
x
p p arctg =ϕ 令第二行第四个元素对应相等，可得：
令第四行第三个元素对应相等，可得：
所以，
注意：关节运动范围： θ1 0-180° θ2 0-100° d3 ±40mm θ4 ±170
三、实验数据处理
步骤1．检查实验系统各部分的信号连接线、电源是否插好，完成后打开伺服驱动系统的电源开关。
步骤2．运行GRBserver 程序，出现以下程序界面。
图1-6 机器人示教程序界面
步骤3．按下“打开控制器”按钮，按下“伺服上电”按钮。
步骤4．清理周围环境，避免机械臂运动时打到周围的人或物。
检查末端执行器上的电线连接，避免第四个关节运动时电线缠绕而被拉断。
步骤5．按下“自动回零”按钮，机械臂自动回零。
步骤6．选择“关节空间”或“直角坐标空间”，选择“运动步长”，选择“运动速度倍率”为合适值。
一般刚开始时尽量选择较小的值，以使运动速度不致太快。
步骤7．在“示教操作”区按下相应关节按钮，观察机械臂的运动情况。
此时可以按下“记录”按钮，以便以后重复该次运动。
步骤8．重复步骤7，演示各种运动及功能。
四、实验结果及讨论
1、正解
2、反解
MATLAB程序：
l1=200;
l2=200;
theta1=60;% theta1,theta2,theta4,d3为正解的输入数据
theta1=theta1/180*pi;
theta2=30;
theta2=theta2/180*pi;
theta3=0;
theta3=theta3/180*pi;
theta4=170;
theta4=theta4/180*pi;
d3=40;
alpha1=0;
alpha2=0;
alpha3=0;
alpha4=0;
T1=[cos(theta1),-sin(theta1)*cos(alpha1),sin(theta1)*sin(alpha1),l1*cos(theta1);
sin(theta1),cos(theta1)*cos(alpha1),-cos(theta1)*sin(alpha1),l1*sin(theta1);
0,sin(alpha1),cos(alpha1),0;
0,0,0,1];
T2=[cos(theta2),-sin(theta2)*cos(alpha2),sin(theta2)*sin(alpha2),l2*cos(theta2);
sin(theta2),cos(theta2)*cos(alpha2),-cos(theta2)*sin(alpha2),l2*sin(theta2);
0,sin(alpha2),cos(alpha2),0;
0,0,0,1];
T3=[cos(theta3),-sin(theta3)*cos(alpha3),sin(theta3)*sin(alpha3),0;
sin(theta3),cos(theta3)*cos(alpha3),-cos(theta3)*sin(alpha3),0;
0,sin(alpha3),cos(alpha3),-d3;
0,0,0,1];
T4=[cos(theta4),-sin(theta4)*cos(alpha4),sin(theta4)*sin(alpha4),0;
sin(theta4),cos(theta4)*cos(alpha4),-cos(theta4)*sin(alpha4),0;
0,sin(alpha4),cos(alpha4),0;
0,0,0,1];
T=T1*T2*T3*T4
2反运动学代码
MATLAB程序：
l1=200;
l2=200;
nx=-0.1736; % nx,ny,nz,ox,oy,oz,ax,ay,az,px,py,pz为反解的输入数据
ny=-0.9848;
nz=0;
ox=0.9848;
oy=-0.1736;
oz=0;
ax=0;
ay=0;
az=1;
px=100;
py=373.2051;
pz=-40;
m=(l1^2-l2^2+px^2+py^2)/(2*l1*sqrt(px^2+py^2));
theta1=atan(m/(sqrt(1-m^2)))-atan(px/py);
theta2=acos((px-l1*cos(theta1))/l2)-theta1;
d3=-pz;
theta4=(2*pi-acos(nx))-theta1-theta2;
theta1=theta1/pi*180
theta2=theta2/pi*180
d3
theta4=theta4/pi*180
五、对机器人运动学认识
本实验主要是对机器人运动位置求解的一个了解和熟悉，机器人的工作是由控制器指挥的，而关节在每个位置的参数是预先记录好的，当机器人执行工作任务时，控制器给出记录好的位置数据，使机器人按照预定的位置序列运动。
实验过程中，我们可以要熟练掌握坐标变换的原理和具体计算，并能够做出正反解的答案。
实验时要注意θ的取值，以防在正反解过程中使机器人出现卡死的现象。
通过本次实验，我掌握了机械臂运动关节之间的坐标变换原理，学会了机器人运动方程的正反解方法，并掌握了运用程序求机器人运动方程的方法，巩固了课堂上所学的理论知识，为今后的学习奠定了基础。