机器人运动学实验报告
《Robotics》实验报告模板
实验名称：实验 1、机器人的认识实验地点实验日期指导教师班级小组成员报告人一、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。
2. RBT-6T/S01S 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。
实验名称：实验 2. 机器人示教编程与轴孔装配实验实验地点实验日期指导教师班级小组成员报告人一、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。
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。
实验名称：实验 3. 机器人正运动学分析与验证实验实验地点实验日期指导教师班级小组成员报告人一、实验目的：二、实验设备及仪器三、实验步骤四、正向运动学方程的推导过程1、1.机器人的运动机构简图（图 3-1 所示)，根据 D-H 方法建立机器人的笛卡尔坐标系，并且标出每个关节坐标系的原点2、建好坐标系后填写表 3-1 的各个变量的值；表 3-1 机器人的参数5 6i 13、 根据表3-1的各个变量的值以及各 杆 件 之 间 关 系 ， 写 出 相 应 的A 矩阵；i4、 根据A 矩阵和T 矩阵之间的关系，写出T 矩阵n oapxxxn o a xp0 0 1 2 3 4 5 y y y y T 6 A 1 A A A A A 2 3 4 5 6n o a p z z z z0 0 0 15、 根据一一对应的关系，写出机器人正解的运算公式，并填入下表3-2中； 表 3-2 机器人的正运动学的参数参数 计算公式n x n y n z o x o y o z a x a y a z p x p y p z6、 设定一组数据（符合各个关节角运动范围的）代入表3-2中，求出各个分量的值，并 将其填入表3-3中；表 3-3 机器人的正运动学的输入和输出参数1 2 θ3 4输入值5 6nx ox ax px 输出值ny oy ay pynz oz az pz7、行机器人控制系统软件，点击“空间学计算”按钮，出现如图3-2所示界面，在“关节角度”中相应的位置输入各个关节的变量值，点击“正解计算”按钮，各个参数的值显示在“末端位姿”相应的框内；8、将计算的值和控制系统软件计算出的值相比较，比较结果是否一致，如果不一致请分析原因。
工业机器人手动运行实验报告
工业机器人手动运行实验报告实验目的：通过对工业机器人手动运行实验，学习控制机器人手的运动，并通过实践了解机器人手动运行的方法和技巧。
实验仪器：1. 工业机器人2. 控制器3. 操作手柄4. 计算机实验步骤：1. 打开控制器，将机器人连接到电源。
2. 将操作手柄与控制器连接，确保连接正常。
3. 在计算机上运行机器人操作软件，将机器人与软件进行连接。
4. 校准机器人的起始位置，保证机器人处于待机状态。
5. 在操作手柄上选择手动运行模式。
6. 使用操纵杆控制机器人的手运动，通过上下左右控制手的移动，通过手柄上的按钮控制手的夹持动作。
7. 进行各种不同的手动运行实验，如抓取、放置、转动等。
8. 观察机器人手的运动轨迹和动作效果，并进行记录。
实验结果和分析：通过实验，我们成功地进行了工业机器人手动运行实验。
通过操纵手柄上的操纵杆，我们能够控制机器人手的运动，实现不同的动作。
在实验中，我们根据实际需求，选择不同的动作进行实验，如抓取物体、放置物体等。
观察结果发现，机器人手能够准确地执行我们的指令，并且动作效果较好。
实验结果证明了机器人手的手动运行是可行的，并且在工业生产中具有很大的应用潜力。
实验总结：通过这次实验，我们了解了工业机器人手的手动运行方法和技巧，并成功地进行了实验。
通过实验，我们深入了解了工业机器人手的控制原理和操作方式。
实验结果对于我们进一步研究和应用工业机器人具有重要的参考价值。
希望在以后的实验中能够更加深入地研究工业机器人手的手动运行，并探索更多的应用领域。
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。
(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。
2)机器人正运动学实验
实验（2）机器人正运动学实验一、实验目的：1）基于robotics机器人库构建机器人；2）对构建的机器人进行运动学分析；3）了解和熟悉机器人正运动学的作用。
二、机器人连杆关系图：图1 机器人连杆关系图连杆变换矩阵：参数含义：三、基本函数介绍2连杆机器人实例图2连杆机器人坐标系1）建立机器人DH参数表2）根据D-H参数创建机器人连杆对象3）根据连杆对象，建立机器人4）观测建立机器人的情况正运动学函数：1）正运动学函数的使用two_link.fkine([pi/4 pi/4])ans =0.0000 -1.0000 0 0.70711.0000 0.0000 0 1.70710 0 1.0000 00 0 0 1.00002）观测计算结果的情况，三维显示Two_link.plot([pi/4 pi/4])六、实验内容（1）用机器人库建立下图的机器人，并且求解和显示下面几种情况：1）{}{}123,,0,0,0θθθ=2）{}{}123,,10,20,30θθθ=（2）根据机器人库提供过得puma560—6自由度工业机器人模型，进行一下分析： 1）观测其D-H 参数 2）求解qz =(0, 0, 0, 0, 0, 0) qr=(0, pi/2, pi/2, 0, 0, 0)XYZqs= (0, 0, pi/2 , 0, 0, 0)qn =(0, pi/4, pi, 0, pi/4, 0)四种情况下的机器人构型以及机器人位姿值。
3）使用工具坐标系，让机器人在z方向上偏移0.2，显示其结果。
4）机器人连杆构建方法构建puma560机器人，根据D-H坐标，并和机器人库提供的模型进行对比验证。
Puma-560机器人图D-H参数表。
机器人实验报告10021117
•
if ((sensor_data[0]<=40)
•
drive_speed(10,10,0);
•
if ((sensor_data[0]>40)
•
drive_speed(5,20,0);
谢谢观看！！！
动。机器人的按键说明如下：
•
UP：机器人向前加速运行，速度累加
•
DOWN: 机器人向后加速运行，速度递减
•
LEFT: 机器人左转
•
RIGHT
: 机器人右转
•
SPACE: 机器人停止
•
控制界面上机器人的按键状态显示以及左右轮速度显示说明如
下：
•
KEY：！表示有按键按下
•
STATE：表示当前按键名称
•
V_LEFT：左轮电机速度
/mnt • cd mnt • ls • ./文件名
• 执行试验程序 • 打开另一个终端 • cd /erminigui/armminigui/samples/src • make
• 4. 操作方法
•
首先使用网线连接arm与PC，直连或交叉网线均可使用。待
arm端启动完毕，运行PC端客户端程序PC_CLIENT，运行界面如图
线向前运动；机器人时时采集超声信息，如果左侧超声数据低于设定
值，则认为机器人左侧有障碍物，机器人停止并向右自转90°，继续
向前运行，当右侧超声数据低于设定值，则控制方法类似。机器人在
封闭区间的运行效果图如图7.1所示，用户可根据反馈数据自行设计 控制策略，根据超声信息，设计不同的漫游效果。
• 图7.1 超声安装示意图及自主漫游效果图
误差角度信息。
• 4.实验代码
机器人实验报告参考资料
实验1 工业机器人的机械系统1.1 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及作用；3、掌握机器人单轴运动的方法。
1.2 实验设备1、RBT-6T/S01S机器人一台；2、RBT-6T/S01S机器人柜一台。
1.3 实验原理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。
Ⅰ关节传动链主要由伺服（或步进）电机、减速器构成。
Ⅱ关节传动链主要由伺服电机、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、减速器构成。
Ⅴ关节传动链主要由步进电机、同步带、减速器构成。
Ⅵ关节传动链主要由步进电机、同步带、减速器构成。
在机器人末端还有一个气动夹持器。
原动部件包括步进电机和伺服电机两大类，关节Ⅰ采用交流伺服（或步进）电机驱动方式；、Ⅱ采用交流伺服电机驱动方式；关节Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ采用步进电机驱动方式。
本机器人中采用了同步齿型带传动、谐波减速传动等传动方式。
执行部件采用了气动手爪机构，以完成抓取作业。
1.4 实验步骤1、教师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及在机器人系统中的工作状况；2、接通控制柜电源，待系统启动后，运行机器人软件；3、按下控制柜“启动”按钮；图2-6 关节运动界面4、点击主界面“机器人复位”按钮，机器人进行回零运动。
观察机器人的运动，六个关节全部运动完成后，系统会提示复位完成，机器人处于零点位置；5、点击“关节运动”按钮,出现如图2-6所示界面；6、选择“关节Ⅰ”，关节方向选择“正向”，启动方式选择“加速”，运动方式选择“位置模式”，运行速度取默认值，目标位置取-120度，点击“启动”按钮，观察机器人第Ⅰ关节运动情况；7、选择“关节Ⅰ”，关节方向选择“反向”，启动方式选择“加速”，运动方式选择“速度模式”，运行速度取默认值，点击“启动”按钮，观察机器人第Ⅰ关节运动情况，然后点击“立即停止”按钮；8、选择“关节Ⅱ”，关节方向选择“正向”，启动方式选择“匀速”，运动方式选择“位置模式”，运行速度取默认值，目标位置取-120度，点击“启动”按钮，观察机器人第Ⅱ关节运动情况；9、选择“关节Ⅱ”，关节方向选择“反向”，启动方式选择“匀速”，运动方式选择“速度模式”，运行速度取默认值，点击“启动”按钮,观察机器人第Ⅱ关节运动情况，然后点击“立即停止”按钮；10、选择“关节Ⅲ”，关节方向选择“正向”，启动方式选择“加速”,运动方式选择“位置模式”，运行速度取默认值，目标位置取30度，点击“启动”按钮,观察机器人第Ⅲ关节运动情况；11、选择“关节Ⅲ”，关节方向选择“反向”，启动方式选择“加速”,运动方式选择“速度模式”，运行速度取默认值，点击“启动”按钮观察机器人第Ⅲ关节运动情况，然后点击“立即停止”按钮；12、选择“关节Ⅳ”，关节方向选择“正向”，启动方式选择“匀速”,运动方式选择“位置模式”，运行速度取默认值，目标位置取60度，点击“启动”按钮,观察机器人第Ⅳ关节运动情况；13、选择“关节Ⅳ”，关节方向选择“反向”，启动方式选择“匀速”，运动方式选择“速度模式”，运行速度取默认值，点击“启动”按钮观察机器人第Ⅳ关节运动情况，然后点击“立即停止”按钮；14、选择“关节Ⅴ”，关节方向选择“正向”，启动方式选择“加速”，运动方式选择“位置模式”，运行速度取默认值，目标位置取60度，点击“启动”按钮,观察机器人第Ⅴ关节运动情况；15、选择“关节Ⅴ”，关节方向选择“反向”，启动方式选择“加速”，运动方式选择“速度模式”，运行速度取默认值，点击“启动”按钮观察机器人第Ⅴ关节运动情况，然后点击“减速停止”按钮；16、选择“关节Ⅵ”，关节方向选择“正向”，启动方式选择“加速”，运动方式选择“位置模式”，运行速度取默认值，目标位置取60度，点击“启动”按钮,观察机器人第Ⅵ关节运动情况；17、选择“关节Ⅵ”，关节方向选择“反向”，启动方式选择“加速”，运动方式选择“速度模式”，运行速度取默认值，点击“启动”按钮观察机器人第Ⅵ关节运动情况，然后点击“减速停止”按钮；18、点击“退出”按钮，退出关节运动界面；19、点击“机器人复位”按钮，使机器人回到零点位置；20、按下控制柜的“停止”按钮；21、退出机器人软件，关闭计算机；22、断开控制柜的电源。
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。
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中南大学
工业机器人导论实验报告
机电工程学院机械专业班同组人
姓名学号指导老师
成
实验日期 2013 年 10 月 22 日
绩实验名称机器人运动学实验
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、实验原理简述
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。
其中连杆长l
1=200mm，l
2
=200mm，机器人基坐标系为O-X
Y
Z。
根据上面的坐标变
换公式，各个关节的位姿矩阵如下：
表1-1 连杆参数表
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，
⎥⎦
⎤
⎢
⎣⎡-++=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，
三、实验仪器与设备
1．KLD-400型SCARA教学机器人
2．KLD-400型SCARA教学机器人配套软件控制系统
3．装有Windows系列操作系统的PC机
4．KLD-400型SCARA教学机器人控制箱
5．实验平台（带有标尺的）板
四、实验数据及其处理、图表
1．正运动学分析结果:
输入输出θ2θd34θX Y Z 手爪1
30 10 -30 -120 326.41 228.56 -30 -120
60 20 -20 -90 134.73 370.17 -20 -90
90 40 -10 -60 -128.56 353.21 -10 -60
120 50 0 0 -296.96 207.94 0 0 150 60 10 30 -346.41 0 10 30 180 80 20 60 -234.73 -196.96 20 60
2．逆运动学分析结果:
注：(240°即-120°)。