机器人控制技术基础实验报告
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。
机器人技术基础实验报告
机器人技术基础实验报告
1、实验目的
实验的目的是熟悉机器人技术的基础实验，包括机器人的结构特性、传动原理、机械构
件、机器人轨迹规划等方面的基础概念和知识。
2、实验内容
本实验结合相关书籍和课程，涵盖六个主要方面：
(1)机器人结构特性：包括机器人极其关节的结构特征，如关节的中心距、CAD模型的结构图、几何变换以及机器人控制体系等。
(2)传动原理：传动原理是机器人技术的核心，主要涉及传动机构的驱动原理和工作原理，包括动力学分析、轴向力和紧定力的计算、变速箱的类型及其拓扑、传动系统性能的评价以及机器人的控制技术。
(3)机械构件：机械构件是构建机器人的基础，主要包括机械构件的特性分析及应用，如凸轮轴、滚珠丝杆、电机及带轮等。
(4)机器人轨迹规划：机器人的轨迹规划是重点内容，主要涉及机器人轨迹的编程、运动学分析、示教编程、轨迹压缩、张量标定以及DSP
技术等。
(5)夹具设计：夹具设计是机器人应用中重要内容，主要涉及气压夹具结构设计及其应用，以及夹具装配技术、理论模型分析、夹紧结构动力学建模及物理实验室中用机器人进行夹具设计的实践应用。
(6)机器原理：机器原理涉及机器人控制体系的基本结构、编程思想、控制理论及应用技术，包括计算机硬件、软件架构、机器人控制技术和其他控制技术等。
3、实验结果
本实验的执行有序，基本实验项目全部完成，实验结果可按照预期得到一个有效的机器人模型，熟悉机器人技术的基础知识，具有较强的实践能力，能够应用机器人技术进行实际工程应用。
机器人实验报告
机器人实验报告一、实验背景随着科技的飞速发展，机器人在各个领域的应用越来越广泛。
为了深入了解机器人的性能和功能，我们进行了一系列的实验。
二、实验目的本次实验的主要目的是：1、测试机器人在不同环境下的运动能力和适应性。
2、评估机器人的感知系统，包括视觉、听觉和触觉等方面的表现。
3、探究机器人在执行任务时的准确性和效率。
三、实验设备与材料1、实验所用机器人型号为_____，具备多种传感器和执行器。
2、测试场地包括室内的平整地面、有障碍物的区域以及室外的不同地形。
3、相关的测试工具，如测量距离的仪器、记录数据的设备等。
四、实验过程（一）运动能力测试1、在室内平整地面上，设置了一定长度的直线跑道，让机器人以不同的速度进行直线运动，并记录其到达终点的时间和运动过程中的稳定性。
2、在有障碍物的区域，放置了各种形状和高度的障碍物，观察机器人如何避开障碍物并继续前进，同时记录其避障的反应时间和准确性。
（二）感知系统测试1、视觉感知测试：在不同的光照条件下，展示不同颜色和形状的物体，观察机器人能否准确识别并做出相应的反应。
2、听觉感知测试：在不同的声音环境中，发出特定的声音指令，检测机器人对声音的识别和响应能力。
3、触觉感知测试：让机器人接触不同质地和硬度的物体，检查其对触觉信息的感知和处理能力。
（三）任务执行测试1、设定了一系列的任务，如搬运物品、整理物品、搜索特定目标等，观察机器人完成任务的准确性和所需时间。
五、实验结果与分析（一）运动能力1、机器人在直线运动中，速度越快，稳定性略有下降，但总体表现良好，能够在规定时间内到达终点。
2、在避障测试中，机器人能够及时检测到障碍物，并采取合理的避障策略，但在面对复杂的障碍物组合时，偶尔会出现碰撞情况。
（二）感知系统1、视觉感知方面，机器人在正常光照条件下对颜色和形状的识别准确率较高，但在低光照环境中，识别能力有所下降。
2、听觉感知表现较为出色，能够准确识别各种声音指令，并迅速做出响应。
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。
工业机器人实验报告
工业机器人实验报告本文主要介绍我所参与的工业机器人实验，包括实验背景、实验内容、实验过程和实验结果等方面的详细情况，旨在分享工业机器人实验的经验和思考。
一、实验背景工业机器人是一种自动化控制的机器人，广泛应用于工业生产中。
现代化的工厂越来越重视机器人的应用，所以工业机器人的研究和应用具有重要意义。
我所参与的工业机器人实验是由学校和企业合作开展的，旨在培养学生的机器人开发和控制能力。
本次实验采用的是ABB公司的机器人，通过编程控制机械臂完成指定的任务。
二、实验内容本次实验主要分为三个部分：机器人控制、机器人编程和机器人任务。
1. 机器人控制在机器人控制部分，我们学习了机器人的运动控制，包括机器人的运动模式、坐标系、速度和加速度等。
学习了如何通过控制器控制机器人的运动，包括机械臂的运动、手爪的张合等。
2. 机器人编程在机器人编程部分，我们学习了RoboStudio编程软件，通过编写程序实现机器人的自动化控制。
学习了如何编程控制机器人的主程序、子程序、条件语句、循环语句等基础语法。
3. 机器人任务在机器人任务部分，我们学习了如何将机器人应用于实际的生产任务中。
通过编写程序控制机器人完成指定的任务，包括拾取、放置、移动等操作。
三、实验过程在实验过程中，我们首先进行了机器人的基础操作练习，包括手爪的控制、机械臂的运动控制等。
然后，我们进行了机器人编程的实验，通过编写程序实现机器人的自动化操作。
最后，我们进行了实际的机器人任务操作，通过控制机器人完成指定的任务。
在实验中，我们遇到了很多问题，比如机器人的编程语言不熟悉、机器人的运动控制不熟练等。
但是我们通过不断的练习和思考，逐渐克服了这些问题，最终顺利完成了实验任务。
四、实验结果通过本次实验，我们深入了解了工业机器人的运动控制、编程和应用。
我们掌握了机器人运动控制的基本方法和技巧，学会了如何编写程序控制机器人完成指定的任务。
同时，我们也发现了机器人应用的潜力和优点，包括提高生产效率、降低生产成本、增强安全性等方面。
机器人技术基础实验报告1(机器人系统认识)
机器人技术基础实验报告班级：学号：姓名：台号：课程 1 机器人系统认识成绩：批改日期：教师签字：实验目的:1、使学生了解机器人系统的基本组成；2、增强学生的动手操作能力；3、熟悉机器人的基本操作。
实验设备及软件:1、珞石XB4机器人2、桌面示教应用程序实验原理:实验内容：1、 设备启动，启动EtherCAT 服务程序，启动机器人运动控制程序。
● 打开控制柜，确认急停开关D 和F 未被按下，如被按下顺时针转动，抬起急停开关。
顺时针旋转开关A ，随后将B 按至常亮，观察七段数码管是否显示数字8，若成功进入下一步。
●按压开关A,启动机器人控制器，开启后指示灯B 常亮，同时通讯服务程序自启动。
●启动机器人桌面控制程序“HBRobotConfigure”2、 标注六个关节正方向。
打开HBRobotConfigure 软件，先点击“重启控制程序”单击“连接”与控制器建立连接（机器人运动控制程序已启动）。
进入示教调试界面，单击“添加机器人模型”，并单击“运行”，显示实际或仿真机器人状态。
点击左侧“使能”和“下电”，控制机器人的使能状态。
选择轴坐标系，操作界面右侧加减按键观察机械臂各轴转向，确定各关节正方向。
ABCD操作流程：将机械臂各关节按①至⑥编号，如下图所示。
①俯视图中逆时针为正方向②左视图中顺时针为正方向③左视图中顺时针为正方向④正视图中顺时针为正方向⑤左视图中顺时针为正方向⑥俯视图中顺时针为正方向3、示教机器人，并保存工作空间中的三个点。
进入程序调试界面，调整移动速度至1%，将“Simulation”调至false进入真机模式，使能下电后通过界面按钮移动机械臂，移动明显距离后保存坐标点p1，重复操作3次以此获得工作空间中三点p1、p2、p3。
4、编写机器人脚本并运行机器人脚本，实现三个点之间的直线运动。
（先仿真运行，确认无误后再真机运行。
）1.先将左侧“Simulation”键调整为ture进入仿真模式。
机器人交互控制实训报告
一、实训背景与目的随着科技的飞速发展，机器人技术逐渐渗透到各行各业，成为提高生产效率、改善生活品质的重要工具。
为了培养具有创新精神和实践能力的高素质技术人才，我们选择了机器人交互控制作为实训项目。
通过本次实训，旨在使学生了解机器人交互控制的基本原理、关键技术，掌握交互控制系统的设计与实现方法，提高学生的动手能力和创新意识。
二、实训内容与过程本次实训主要分为以下几个阶段：1. 理论学习：首先，我们学习了机器人交互控制的基本概念、原理和关键技术，包括力控制、触觉反馈、阻抗控制等。
通过查阅资料、课堂讲解等方式，使学生掌握交互控制的基本理论。
2. 系统搭建：在理论学习的基础上，我们开始搭建交互控制系统。
首先，选择了合适的机器人平台，如Arduino、树莓派等。
然后，根据实际需求，选择合适的传感器和执行器，如力传感器、触觉传感器、伺服电机等。
最后，将传感器和执行器与机器人平台连接，搭建出初步的交互控制系统。
3. 编程实现：为了实现交互控制，我们需要编写相应的控制程序。
在实训过程中，我们学习了C++、Python等编程语言，并利用相应的库函数进行编程。
具体包括以下几个方面：- 力控制：通过力传感器实时测量机器人与外界接触力，并根据预设的控制策略调整机器人的运动，以实现稳定的力交互。
- 触觉反馈：通过触觉传感器感知到人类的触摸、按压等动作，并作出相应的反应，增强人机交互的自然性和直观性。
- 阻抗控制：通过调整机器人的阻抗参数（如刚度、阻尼和质量）来响应外部施加的力/力矩，保持稳定的交互。
4. 系统测试与优化：搭建好交互控制系统后，我们进行了一系列测试，包括稳定性测试、准确性测试、适应性测试等。
根据测试结果，对系统进行优化，提高交互控制性能。
三、实训成果与分析通过本次实训，我们取得以下成果：1. 掌握了机器人交互控制的基本原理和关键技术：通过理论学习、系统搭建和编程实现，我们对力控制、触觉反馈、阻抗控制等关键技术有了深入的理解。
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华北电力大学
实验报告
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实验名称:机器人控制技术基础
课程名称：机器人控制技术基础
实验人：张钰信安1601 201609040126
李童能化1601 201605040111
韩翔宇能化1601 201605040104 成绩：
指导教师：林永君、房静
实验日期： 2016年3月4日-3月26日
华北电力大学工程训练中心
第一部分：单片机开发板
实验一：流水灯实验
实验目的：通过此实验，初步掌握单片机的 IO 口的基本操作。
实验内容：控制接在 P0.0上的 8个LED L0—L8 依次点亮，如此循环。
硬件说明：
根据流水灯的硬件连接，我们发现只有单片机的IO口输出为低电平时LED灯才会被点亮，我们先给P0口设定好初值，只让其点亮一盏灯，然后用左右移函数即可依次点亮其他的灯。
源程序如下：
#include<reg52.h>
sbit led_1=P0^0;
sbit led_2=P0^1;
sbit led_3=P0^2;
sbit led_4=P0^3;
sbit led_5=P0^4;
sbit led_6=P0^5;
sbit led_7=P0^6;
sbit led_8=P0^7;
void main()
{
for(;;)
{
led_1=0;
display_ms(10);
led_1=1;
led_2=0;
display_ms(10);
led_2=1;
led_3=0;
display_ms(10);
led_3=1;
led_4=0;
display_ms(10);
led_4=1;
led_5=0;
display_ms(10);
led_5=1;
led_6=0;
display_ms(10);
led_6=1;
led_7=0;
display_ms(10);
led_7=1;
led_8=0;
display_ms(10);
led_8=1;
}
}
第二部分：机器人小车
内容简介：机器人小车完成如图规定的赛道，从规定的起点开始,记录完成赛道一圈的时间。
必须在30秒之内完成，超时无效。
其中当小车整体都在赛道外时停止比赛，视为犯规，小车不规定运动方向,顺时针和逆时针都可以采用，但都从规定的起点开始记录时间。
作品优点及应用前景：
单片机可靠性高，编程简单单片机执行一条指令的时间是μs级，执行一个扫描周期的时间为几ms乃至几十ms。
相对于电器的动作时间而言，扫描周期是
短暂的，可以认为在一个扫描周期内输入端子的状态是不变的，而对其状态变化的采集和处理也是实时的，从而满足了实时控制的要求。
本次设计的简易智能电动车，采用STC89C52RC单片机作为小车的检测和控制核心，使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶，通过控制单片机进而控制小车，体现了智能化，通过使用不同的函数及设定不同的函数参数，能够在不同的要求下改变小车的前后轮转动方向以及转动速度，来完成不同的目的要求。
在画正方形的同时能够完成四个1/4圆弧的制作。
循迹实验场地图：
传感器电路图：
源程序：
#include <reg52.h>
sbit l_l = P0^0;
sbit r_l = P0^1;
sbit l_m = P1^2;
sbit r_m = P1^1;
void delay(unsigned int ms) {
unsigned int i,j;
for(i=0;i<ms;i++);
for(j=0;j<10;j++);
}
void main()
{
unsigned int i;
l_l = 1;
r_l = 1;
l_m = 1;
r_m = 1;
for(;;)
{
if((l_l ==0)&&(r_l ==1))
{
l_m = 1;
for(i=0;i<5;i++)
{
r_m = 0;
delay(5);
r_m = 1;
delay(45);
}
}
else if((l_l ==1)&&(r_l ==0)) {
r_m = 1;
for(i=0;i<5;i++)
{
l_m = 0;
delay(5);
l_m = 1;
delay(45);
}
}
else if((l_1==1)&&(l_2==1)) {
r_m=1;
l_m=1;
}
else
{
l_m = 0;
r_m = 0;
delay(5);
l_m = 1;
r_m = 1;
delay(45);
}
}
}
第三部分：心得体会、合理性建议或意见
参加这次机器人实验基础培训，我最大的收获便是对机械控制有了初步的了解,然后学会了Keil uVison和Proteus等软件的用法，掌握了基本的C51单片机的初步调试和更改程序。
在调试程序的过程中，我认识到了规范的重要性，写程序时一定要规范，否则就会在调试过程中报错。
然后就是在焊制传感器的过程中，掌握了电络铁的使用，并了解了传感器的构成和程序控制方法。
然后在调试程序过程中，一开始我们准备将所有控制函数写在头文件中，然后在主函数中调用，可是后来实践过程中总是不能达到预期效果，经过思考后，我想到了调用函数过程中变量的生存期问题，最终不得不放弃这种方法，采用正常的C语言函数写法。
其次，在理论课的学习中，接触到了对未来学习模电或者数电有用的知识和模拟程序。
非常感谢学长们的帮助，我们从中学到了很多。