机器人实验指导书
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.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
机器人实验指导书
机器人实验指导书主编王俊于洋洋贺莹天津大学仁爱学院专用教材2017年6月实验须知1. 实验是学习现代制造技术课程不可缺少的组成部分，这对加深理解基本概念，巩固课堂上所学的知识都很重要，每次实验必须认真对待。
2.做实验前，必须认真预习有关课程内容和阅读实验指导书，熟悉实验内容和步骤。
3. 做实验时要严格按照实验指导书的内容，步骤进行，认真操作，做好实验记录。
4. 做完实验，请指导教师看实验结果，教师确认实验通过后．应将实验台恢复原状，经指导教师同意后才能离开实验室。
5. 每次实验后，按实验指导书的要求，填好实验报告，交给指导老师审阅。
实验一MD-1200机器人机构测绘和焊接实验（一）实验目的及意义1、实验意义：机器人技术是综合了许多学科的知识，例如计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当今研究领域十分重视的课题，机器人在很多领域都得到广泛应用。
机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。
机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。
目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。
简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。
工业机器人，一般指的是在工厂车间环境中，配合自动化生产的需要，代替人来完成材料或零件的搬运、加工、装配等操作的一种机器人。
国际标准化组织(ISO)在对工业机器人所下的定义是“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用设备，以执行种种任务”。
通过本次实验使学生充分认识焊接工业机器人结构组成及应用，熟练进行精确的测绘与控制，对于学好工业机器人技术及应用、机械工程测试技术基础等专业课程有着非常重要的意义。
2、实验目的：（1）掌握机器人的组成。
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。
同步齿形带常见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
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。
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机器人本体应该使用地脚螺钉紧固在水泥地面上（或者用螺钉紧固在稳定的底座上） ， 且应有足够的空间位置，不能和其它物体有干涉。 不遵守该指示可能会造成机械本体的损坏。 机器人及其控制柜应该保持良好接地，实验室场地必须提供接地良好的电源输入。 遵循“先弱电、后强电”的步骤，开机时先开启 PC 电源，再开启控制箱的电源；关机 的顺序相反。
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。
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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。
带的模数 m 及宽度b 越大，则能传递的圆周力也越大。
图2-2同步齿形带传动结构2.谐波传动谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。
谐波齿轮传动（简称谐波传动），它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。
（一）传动原理图2-3谐波传动原理图2-3示出一种最简单的谐波传动工作原理图。
它主要由三个基本构件组成：（1）带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）2，它相当于行星系中的中心轮；（2）带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）1，它相当于行星齿轮；（3）波发生器H，它相当于行星架。
作为减速器使用，通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。
（二）特点1．承载能力高谐波传动中，齿与齿的啮合是面接触，加上同时啮合齿数（重叠系数）比较多，因而单位面积载荷小，承载能力较其他传动形式高。
2．传动比大单级谐波齿轮传动的传动比，可达i=70～500。
3．体积小、重量轻。
4．传动效率高、寿命长。
5．传动平稳、无冲击，无噪音，运动精度高。
6．由于柔轮承受较大的交变载荷，因而对柔轮材料的抗疲劳强度、加工和热处理要求较高，工艺复杂。
谐波减速器在国内于六七十年代才开始研制，到目前已有不少厂家专门生产，并形成系列化。
广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业，由于它的独特优点，在化工行业的应用也逐渐增多。
3、齿轮传动齿轮传动是机械传动中最主要的一种传动型式，历史悠久，应用非常广泛。
齿轮传动的优点主要是：1. 传动的适用功率和传动速度范围广，从极小到10万kW，从极低到40m/s以上。
2. 传动平稳，传动比恒定。
3. 传动效率高，可达99%。
4. 结构紧凑，传动方式多样。
就齿轮传动装置的密封形式来说，分为开式、半开式及闭式三种；就使用情况来说，有低速、高速及轻载、中载、重载之别；就齿轮热处理的不同，齿轮又分为硬齿面齿轮（如经整体或渗碳淬火、表面淬火或氮化处理，齿面硬度HRC>55）、中硬齿面（齿轮经过整体淬火或表面淬火，齿面硬度大约载55>HRC>38，HB>350）和软齿面齿轮（如经调质、常化的齿轮，齿面硬度HB<350）。
四、实验步骤1、介绍机器人机械系统中原动部分、传动部分以及执行部分的位置在机器人系统中的工作状况。
2、连好控制柜的电源，开启计算机后，旋转控制柜上面的钥匙，开启电源开关，等待控制柜的报警指示灯变灰后，按下教学机器人控制柜的伺服开启按钮，等待变绿后方可操作。
3、运行RB5T/S02S五自由度教学机器人软件，进入控制主界面；4、点击机器人复位按钮，机器人进行回零运动，观察机器人运动，五个关节全部运动完成后，机器人处于零点位置。
5、点击运动测试按钮，进入运动测试窗口。
6、分别选择各个关节，关节方向选择正向，运动模式选择相对位置运动，加速曲线选择梯形，点击启动按钮观察机器人关节运动情况。
五、注意事项1、实验前确保机器人各连接电缆正确连接；2、应该在老师的指导下进行实验；3、机器人上电后，请千万注意身体的任何部位不要进入机器人运动可达范围之内；4、机器人运动不正常时，要及时按下控制柜的急停开关。
实验 2 机器人示教编程与再现控制一、实验目的l、了解机器人示教与再现的原理:2、掌握RBT系列机器人示教和再现过程的操作方法。
二、实验设备l、RBT-4T/S02S 教学机器人一台2、RBT-4T/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4、气动手爪一套三、实验原理机器人的示教、再现是示教再现型机器人实现机器人作业的两个过程。
在示教过程中，操作者通过示教盒或计算机屏幕上的示教界面操作机器人运动，计算机系统内安装的示教软件将机器人运动轨迹各段的起点和终点、运动类型、运动速度等信息自动地记录在计算机存储器中:在再现过程中，重放存储器中存储的各段轨迹的运动类型和运动速度，并通过插补算法计算出各段轨迹的起点和终点中间的各个位置点，作为电机伺服系统的指令，从而再现示教过的作业程序。
如需更改作业程序时，则需重新完成示教和再现的操作。
四、实验步骤l、连好控制柜的电源，开启计算机后，旋转控制柜上面的钥匙，开启"电源开关"，等待控制柜的报警指示灯变灰后，按下教学机器人控制柜的"伺服开启"按钮，等待变绿后方可操作:2、运行RBT-4T/S02S 四自由度教学机器人软件"RBT4TS2S.exe"，进入教学机器人控制软件主界面，点击机器人示教按钮，弹出示教控制操作界面，如图4-l。
3、在"示教速度控制"内，通过移动指针选择示教速度(分为低速、中速、高速和超高速四个挡，默认是中速，一般情况下建议选择中速):在"示教盒"内有每个关节的正反向运动、手爪张开和关闭的控制按钮，按下相应的按钮，机器人的各关节会按照您的指令运动，抬起相应的按钮，机器人的关节会停止运动。
4、在机器人"关节信息"、"末端点信息"和"机器人状态信息"内，可以实时显示机器人的运动状态，当每个关节运动完成一次，必须按下"纪录"按钮，否则影响再现精度，在示教点信息列表内会记录并显示机器人相应关节运动的信息，继续运动其他关节，直到整个示教程序完成。
5、点击"保存"按钮，您刚刚示教完的信息以(*.RBT4)格式保存在示教文件中。
6、点击"复位"按钮，机器人回到笛卡尔坐标系的原点位置。
7、点击"再现"按钮，机器人按照纪录的机器人关节信息再现一遍运动轨迹。
8、点击"清零"按钮会把关节信息、末端点信息和示教信息列表全部清除。
9、点击"复位"按钮，机器人会做回零运动。
10、如果想再现第二次，只需点击"打开"按钮，找到相应示教文件，然后点击"识别示教点"，重复7、8、9 步骤即可。
11、关闭R BT-4T/S02S 四自由度教学机器人软件"RBT4TS2S.exe":12、按下教学机器人控制柜的"伺服关闭"按钮，等待变红后，打开教学机器人的控制柜，关闭"电源开关"。
五、思考题l、通过实验总结机器人示教-再现的概念。
2、试分析R BT 系列机器人的示教属于P TP(点到点)控制还是输入c P(连续轨迹)控制。
六、思考题参考答案l、示教，就是人把规定的动作(包括每个运动部件，每个运动轴的动作)教给机器人，然后将示教的各种信息存储起来:再现，便是将上述示教信息再现，即根据需要，将存储的信息读出，向执行机构发出具体指令。
2、RBT 系列机器人的示教属于P TP(点到点)控制。
七、注意事项1、实验前确保机器人各连接电缆正确连接:2、应该在老师的指导下进行实验:3、机器人上电后，请千万注意身体的任何部位不要进入机器人运动可达范围之内:4、机器人运动不正常时，要及时按下控制柜的急停开关。
实验三机器人CP（连续）运动控制一、实验目的1.理解机器人CP（连续轨迹）运动的概念2.了解机器人CP（连续轨迹）运动的控制方法3.了解机器人的用途4.了解RBT系列教学机器人实现CP（连续轨迹）运动的过程5.掌握机器人的直线和圆弧插补控制方法二、实验原理及方法在机器人完成一些复杂的作业时，除了对机器人的运动起点和末端点有位置要求外，还要求机器人在运动过程中对中间点的轨迹进行严格控制，如使机器人末端在平面或空间内按照直线和圆弧运动，这类运动控制方式就是CP（连续）运动控制方式。
机器人进行切割、弧焊、涂胶等作业常采用这种轨迹模式。
实现机器人的平面和空间连续轨迹（直线和圆弧）控制要用到轨迹插补算法和机器人逆向运动学算法。
插补算法是独立于机器人结构的，而机器人逆运动学算法则随机器人不同而不同。
直线插补和圆弧插补是两种基本的插补算法。
对于非直线和圆弧轨迹，可以采用直线或圆弧逼近的方法实现。
空间直线插补是已知该直线始末两点的位置和姿态，求各轨迹中间点（插补点）的位置和姿态的一种算法。
如图3-1所示。
已知直线始末两点在基础坐标系中的坐标值为P0（x0，y0，z0）、Pe（xe,ye,ze）,v为要求的沿直线的运动速度，Ts为插补时间间隔，则图3-1直线上的各点即是插补运算的结果所谓平面圆弧，是指圆弧平面与基础系的三大平面之一重合，以xOy平面圆弧为例。
已知不在一条直线上的三点p1,p2,p3及这三点对应的机器人手端的姿态，设v为沿圆弧的运动速度，Ts为插补时间间隔，则图3-2和图3-3表示出三点决定的圆弧和圆弧插补的说明。