简易机器人——电机的控制
简易机器人制作
2.能力评价标准
机器人能力的评价标准包括：
智能，指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、 判断、决策、学习和逻辑推理等；
机能，指变通性、通用性或空间占有性等；
目前，国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器 人也分为两类：制造环境下的工业机器人和非制造环 境下的服务与仿人型机器人，这和中国的分类是一致 的。
空中机器人又叫无人机器，近年来在军用机器人家族 中，无人机是科研活动最活跃、技术进步最大、研究 及采购经费投入最多、实战经验最丰富的领域。80多 年来，世界无人机的发展基本上是以美国为主线向前 推进的，无论从技术水平还是无人机的种类和数量来 看，美国均居世界之首位。
物理能，指力、速度、可靠性、联用性和寿命等。
因此，可以说机器人就是具有生物功能的实际空间运 行工具，可以代替人类完成一些危险或难以进行的劳 作、任务等。
பைடு நூலகம்
3.组成
机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制 系统和复杂机械等组成。 执行机构 即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构， 其中的运动副（转动副或移动副）常称为 关节，关节 个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式 和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角 坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。 出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别 称为基座、腰部、臂部、腕部、手部（夹持器或末端 执行器）和行走部（对于移动机器人）等。
5.分类
诞生于科幻小说之中一样，人们对机器人充满了幻想。 也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的 想象和创造空间。
控制机器人的方法
控制机器人的方法
有多种方法可以控制机器人，以下是其中一些常见的方法：
1. 遥控器：使用无线遥控器或手持设备发送指令，远程控制机器人的运动和操作。
2. 编程控制：使用编程语言编写代码，通过控制机器人的主控板或控制系统来实现对机器人的控制。
3. 自动化控制：通过传感器和反馈系统来实现自动控制，机器人能够根据环境的变化自主调整行为。
4. 视觉控制：使用摄像头或其他传感器来获取图像信息，然后通过图像处理和计算机视觉算法来识别并控制机器人的行动。
5. 语音控制：通过语音识别技术，将语音命令转化为机器能够理解的指令，从而控制机器人的行为。
6. 手势控制：使用摄像头或其他传感器来捕捉用户的手势动作，通过手势识别算法将手势转化为机器人的指令。
7. 脑机接口控制：利用脑波传感器或其他生理传感器来读取用户的思维或生理
信号，将其转化为机器人的指令，实现通过思维来控制机器人的行为。
这些方法可以单独或结合使用，具体选择和应用取决于机器人的功能和应用场景。
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我的机器人如何转向？
双车轮转向的实现，使一个轮子不 动，另一个转动一定时间转动对应角 度，或者一个正转另一个反转一定时 间，实现转向。
动作示意图
3 .准备相应的材料
按照机器人的动作要求和执行 环境准备材料.此时应该对材料的 组合方式,动作的实现原理有了清 楚的构思
不需要能够进行智能思考.一般来说制作 过程需要以下几步:
（以避障小车为例）
1 .明确机器人的功能
可 行 首先确定机器人要实现什么功能
即制作的目的：可以避障的小车
然后收集信息资料进行可行性分析 现在有红外测距传感器、超声波传感器等可
以实现避障。
要实现的功能：
红外避障功能实现示意图
电机驱动
M
80C51
工具与材料：
必备组件：电机、单片机、 车轮、底座、红外传感器、电线 若干、PVC 线槽、基础平台小车、 拨动开关、螺丝、排针等
工具：螺丝刀，手钳，单片 机编程器，钻孔器等
部分工具与材料：
4 .实现机器人
用材料作出机器人实体,如果 复杂一点的还需要编程序,焊接电 线
To choose Program1 or Program2?
• 经试验当在车体前方放置白色物体时，小 车距离障碍物20cm左右就能避障；当在车 体前方放置深色物体时，小车距离障碍物 10cm左右才能避障。综合考虑决定把红外 线发射强度适当提高，使得小车在遇到深 色物体时离障碍20CM左右就能避障。以便 小汽车能够很好的避障。调节红外线发射 电路中RW的阻值可以调节红外线的发射强 度，以此来调节避障的距离。
首先，小车的转弯时间。根据不 同的路面，小车转过90°弯时所用的 转弯时间各不相同，在光滑的路面上 转弯的时间是0.4s左右，在粗糙的路 面则需要0.6s左右的时间，所以经过 综合考虑后，把小车的转弯时间调整 为0.5s，使小车在行驶过程中能够做 到最佳的运行状态。
第七章机器人控制新 72页PPT文档
驱动控制器2
驱动控制器3
驱动控制器4
机器人本体
机器人控制系统的构成
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第七章 机器人控制
分析各层（级）的关系与区别
知识粒度 数据处理 功能类别
作业控制级
粗
模糊
决策
运动控制级
中
精确 任务分解
驱动控制级
细
精确
控制
通过分层递阶的组织形式才能完成复杂任务
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第七章 机器人控制
Θ为表示旋转关节或平移关节位移的n×1向量;
为表示旋转关节力矩或平移关节力的n×1向量
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前馈控制和超前控制 前馈控制：从给定信号中提取速度、加速度信号。把它加在伺服系统 的适当部位，以消除系统的速度和加速度跟踪误差。 超前控制：估计下一时刻的位置误差，并把这个估计量加到下一时刻 的控制量中。
2019/9/514 Nhomakorabea第七章 机器人控制
各种智能控制策略
记忆－修正控制 (迭代学习控制 ) 记忆前一次的运动误差，改进后一次的控制量；适用于 重复操作的场合。 听觉控制 有的机器人可以根据人的口头命令做出回答或执行任务， 这是利用了声音识别系统。 视觉控制 常将视觉系统用于判别物体形状和物体之间的关系，也 可以用来测量距离、选择运动途径。 递阶控制（组织级、协调级、执行级） 最低层是各关节的伺服系统，最高层是管理（主）计算 机；大系统控制理论可以用在机器人系统中。
解耦控制(decoupling control) 鲁棒控制(robustness control) 容错控制(fault tolerant control)
第七章 机器人控制
多变量控制系统的一般结构 传递函数矩阵：开环传递函数矩阵，闭环传递函数矩 阵 多变量系统分析和计算的特殊性：变量是向量，传函 是矩阵（矩阵的计算不满足交换律） 多变量系统控制的发展： 1.状态空间法：
机器人控制的基本方法，小白必看！
机器人控制的基本方法，小白必看！机器人的控制方法，根据控制量、控制算法的不同分为多种类型。
下面分别针对不同的类型，介绍常用的机器人控制方法。
一、根据控制量分类视频直播秀在线互动直播广告按照控制量所处空间的不同，机器人控制可以分为关节空间的控制和笛卡尔空间的控制。
对于串联式多关节机器人，关节空间的控制是针对机器人各个关节的变量进行的控制，笛卡尔空间控制是针对机器人末端的变量进行的控制。
按照控制量的不同，机器人控制可以分为：位置控制、速度控制、加速度控制、力控制、力位混合控制等。
这些控制可以是关节空间的控制，也可以是末端笛卡尔空间的控制。
位置控制的目标是使被控机器人的关节或末端达到期望的位置。
下面以关节空间位置控制为例，说明机器人的位置控制。
如图1-1所示，关节位置给定值与当前值比较得到的误差作为位置控制器的输入量，经过位置控制器的运算后，其输出作为关节速度控制的给定值。
关节位置控制器常采用PID算法，也可以采用模糊控制算法。
展开剩余85%图1-1 关节位置控制示意图图1-1中，去掉位置外环，即为机器人的关节速度控制框图。
通常，在目标跟踪任务中，采用机器人的速度控制。
此外，对于机器人末端笛卡尔空间的位置、速度控制，其基本原理与关节空间的位置和速度控制类似。
图1-2 加速度控制示意图图1-2中，所示为分解加速度运动控制示意图。
首先，计算出末端工具的控制加速度。
然后，根据末端的位置，速度和加速度期望值，以及当前的末端位置、关节位置与速度，分解出各关节相应的加速度，再利用动力学方程计算出控制力矩分解加速度控制，需要针对各个关节进行力矩控制。
图1-3 关节力/力矩控制示意图图1-3中，为关节的力/力矩控制框图。
由于关节力/力矩不易直接测量，而关节电机的电流又能够较好的反映关节电机的力矩，所以常采用关节电机的电流表示当前关节力/力矩的测量值。
力控制器根据力/力矩的期望值与测量值之间的偏差，控制关节电机，使之表现出期望的力/力矩特性。
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伺服系统设计
伺服电机又称执行电动机，它可以将电信号转 换为电动机轴上的角位移或角速度输出。 伺服电机反应快，精度和准确高，可用于机械 抓手等结构的设计中。
搭建伺服系统结构
伺服系统主要是有伺服电机基座、伺服电机以 及伺服冠组成。
伺服系统的应用
伺服系统常被用在机械手臂或机械抓手当中。
合理的运用伺服，可以使机器手臂实现多维度 的运动，如：放下、张开或闭合。
机器人抓手的设计
在机械手臂的搭建过程中，除了考虑结构的稳 定性，还需考虑抓手的受力情况。除了伺服电机， 选用其他电机也可以为机器人抓手提供动力。
注意事项
伺服电机的力量较小，一般只用于力量需求较 小的地方。伺服电机的重量小于马达，运用这个特 性，伺服电机被作为机械部件使用。
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天津市和平区劳技中心
第六讲：机器人驱动部设计
人形机器人
驱动系统
驱动系统是机器人动力部分的基础，一般由马达提 供动力并输出至车轮上，驱动机器人进行运动。
马达系统设计
伺服系统设计
马达系统设计
马达系统主要是由马达基座和马达组 成。马达基座可与机器人主体相连。 注意：为搭建好的马达系统固定在基 础底盘上，然后将车轮固定在 马达系统上,还可以通过其他辅 助结构进行固定。
第三步：连接控制回路
连接回路的同时要保持模型的整体美观。 为便于操作，安装控制器 时尽量不要遮挡或覆盖。 马达线和伺服电机线在插 入和拔出时，应施力在插 头部分，切勿使用蛮力。 机器人使用结束时应切断 电源开关，断开电池，确 保电池与电路分离。
拼装小结：
这里介绍的根据拼装手册拼装的方法不是十分
硬循一定的顺序，规律，才能一步一步地完成
机器人的常见驱动方式
机器人的常见驱动方式一、直流电机驱动方式直流电机是机器人中常见的一种驱动方式。
直流电机驱动方式具有结构简单、控制方便、响应速度快等优点。
直流电机驱动方式适用于需要较高速度和力矩的机器人应用，例如工业机器人、自动化生产线上的机械臂等。
直流电机的驱动方式主要包括电压控制和电流控制两种方式。
在电压控制方式下，通过改变电压信号来控制电机的转速和方向；在电流控制方式下，通过改变电流信号来控制电机的转矩和速度。
二、步进电机驱动方式步进电机是一种将电脉冲信号转化为机械旋转的电机，广泛应用于机器人领域。
步进电机驱动方式具有定位精度高、运行平稳、可控性强等优点。
步进电机的驱动方式主要包括全步进驱动和半步进驱动两种方式。
全步进驱动方式下，每个电磁线圈的驱动信号为一个脉冲信号，电机转动时会按照脉冲信号的频率和方向进行步进运动；半步进驱动方式下，每个电磁线圈的驱动信号为两个相位差90度的脉冲信号，电机转动时会按照脉冲信号的频率和方向进行半步步进运动。
三、交流电机驱动方式交流电机是机器人中常见的驱动方式之一。
交流电机驱动方式具有结构简单、成本低廉、可靠性高等优点。
交流电机的驱动方式主要有两种，分别是单相交流电机驱动和三相交流电机驱动。
单相交流电机驱动方式适用于小功率的机器人应用，例如家用机器人、娱乐机器人等。
三相交流电机驱动方式适用于大功率的工业机器人应用，例如焊接机器人、装配机器人等。
交流电机的驱动方式主要通过改变电压和频率来控制电机的转速和扭矩。
四、气动驱动方式气动驱动方式是机器人中常见的一种驱动方式。
气动驱动方式具有力矩大、速度快、反应灵敏等优点。
气动驱动方式适用于需要快速执行力矩较大任务的机器人应用，例如喷涂机器人、装卸机器人等。
气动驱动方式主要通过压缩空气来驱动执行器实现机器人的运动。
气动驱动方式在机器人应用中需要配备气源供应系统、气动执行器和气动控制系统等。
五、液压驱动方式液压驱动方式是机器人中常见的一种驱动方式。
步进电机控制方法
步进电机控制方法
步进电机是一种常用的电动机，它通过控制电流脉冲的频率和方向来实现旋转运动。
下面将介绍几种常见的步进电机控制方法。
1. 单脉冲控制：这种方法简单直接，通过给步进电机施加一个脉冲信号来控制其步进角度，每个脉冲代表一个步进角度。
但是由于只控制脉冲的频率和方向，无法准确控制电机的位置。
2. 双脉冲控制：这种方法在单脉冲控制的基础上，加入了一个脉冲信号来标记零点位置。
通过控制脉冲信号的频率和方向，可以实现步进电机的精准定位。
但是双脉冲控制需要额外的硬件电路支持，复杂性较高。
3. 微步进控制：微步进控制是一种更加精细的步进电机控制方法。
它通过改变脉冲信号的宽度和相位来控制电机的旋转角度，可以实现更高的分辨率和平滑的运动。
但是微步进控制需要更复杂的电路和算法支持。
除了以上几种常见的步进电机控制方法外，还有其他的一些高级控制方法，如闭环控制、矢量控制等，用于实现更精确的控制效果。
具体选择哪种控制方法，可以根据实际应用需求和成本考虑。
作文《自制简易机器人》
自制简易机器人篇一自制简易机器人说起我做的那个“简易机器人”，其实也就是个能动的纸板箱子，绝对称不上高科技。
起因是我家那只猫，最近不知道抽什么风，特别喜欢把我的袜子叼到床底下，找起来跟寻宝似的，费劲！我就琢磨着，能不能做一个东西，帮我把袜子从床底下“诱捕”出来。
说干就干，我先找了个合适的纸板箱，大小能刚好塞下几双袜子。
然后，我翻箱倒柜找到了几根废旧的吸管，用热熔胶粘在箱子底部，当做“腿”。
这腿可费了我不少工夫，因为胶水太粘了，好几次都粘到我手上，烫得我直龇牙咧嘴，那胶水味，熏得我差点没晕过去。
后来我灵机一动，用了个小木块垫着，这才避免了再次“被烧伤”。
接着，我找了个旧毛绒玩具，它本来是只小兔子，可惜被我家猫蹂躏得不成样子，一只眼睛都掉了。
我把小兔子绑在纸板箱前面，当做诱饵。
为了让它更具有吸引力，我还用我女儿的旧碎布给它缝了个新衣服，那叫一个五彩斑斓，像个小丑似的。
最后一步，就是动力系统了——一个老旧的玩具车的电机。
这个电机是我小时候玩的玩具车的“遗骸”。
我费了好大劲才把它从一堆破烂里翻出来，用螺丝刀和钳子修修补补，才勉强让它能转动。
把电机和电池盒固定在箱子里面，再用细细的绳子连接到箱子的前面，这样小兔子就能随着电机的转动而“跳舞”了。
完美的“袜子诱捕器”就诞生了！我把它放在床底下，打开开关，小兔子就开始扭动起来，那画面，真是又搞笑又心酸，有点像个破烂的街边舞者。
当然，它并没有真的抓到袜子，它只是在吸引我家猫的注意而已。
我家猫还挺上当的，它围着这个“机器人”转悠了半天，最后还是没忍住，伸出爪子去抓小兔子。
结果，当然是失败了。
小兔子太结实了，没那么容易被抓坏。
不过，至少它成功地把猫的注意力吸引走了，让我能安安静静地把袜子捡出来。
篇二自制简易机器人这次的“成功”让我更有信心了，于是我开始思考能不能让这个“机器人”更智能一点。
毕竟，一个只靠电机转动的小纸箱，实在是太low了。
我琢磨着要不加个遥控？那样操控起来就方便多了。
机器人运动控制系统
机器人运动控制系统在当今科技飞速发展的时代，机器人已经成为了我们生活和生产中不可或缺的一部分。
从工业制造中的自动化生产线，到医疗领域的精准手术机器人，再到家庭服务中的智能机器人，它们的身影无处不在。
而在机器人的众多关键技术中，运动控制系统无疑是至关重要的一环，它就像是机器人的“大脑”和“神经”，指挥着机器人的一举一动。
那么，什么是机器人运动控制系统呢？简单来说，它是一套能够控制机器人各个关节和部件运动的软硬件组合。
通过精确的计算和指令发送，使机器人能够按照预定的轨迹、速度和姿态进行运动，从而完成各种复杂的任务。
机器人运动控制系统主要由几个部分组成。
首先是传感器，它们就像是机器人的“眼睛”和“耳朵”，能够感知机器人所处的环境和自身的状态。
例如，位置传感器可以告诉系统机器人当前的位置，速度传感器可以反馈机器人的运动速度，力传感器则能感知机器人与外界物体之间的相互作用力。
接下来是控制器，这是运动控制系统的“大脑”。
控制器接收来自传感器的信息，并根据预设的算法和控制策略，计算出机器人各个关节和部件所需的运动指令。
控制器的性能直接影响着机器人运动的精度、速度和稳定性。
而驱动器则像是机器人的“肌肉”，负责将控制器发出的指令转化为实际的动作。
常见的驱动器有电机驱动器、液压驱动器和气动驱动器等，它们根据不同的应用场景和需求，为机器人提供动力。
在机器人运动控制系统中，控制算法是核心之一。
常见的控制算法包括 PID 控制、模糊控制、自适应控制和鲁棒控制等。
PID 控制是一种经典的控制算法，它通过比例、积分和微分三个环节的作用，实现对系统的精确控制。
然而，在面对复杂的机器人系统和多变的环境时，PID 控制可能会显得力不从心，这时就需要更先进的控制算法来发挥作用。
模糊控制则是一种基于模糊逻辑的控制方法，它能够处理一些不确定性和模糊性的信息，对于那些难以建立精确数学模型的系统具有较好的控制效果。
自适应控制能够根据系统的变化实时调整控制参数，以适应不同的工作条件。
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简易机器人——电机的控制
★编程过程
了解ZLYrobot的主要组成部分传感器、主板软件（中央处理+智能化软件）、
执行器输出设备（电机、轮子、万向轮）及各自的功能。
了解编程，接触C++编程语言。
学习目标：初步接触C++编程
语言，掌握电机的控制。
简 介：Zlyrobot机器人编程
平台V1.0是一款C语言、C++语言的编
程软件，学生可采用驱动程序方式使用
模块、图形化提示引用模块来完成编
程，使机器人按预设编程完成相应轨
迹，复杂的编程在这个平台中操作显得
简单、方便、易学。
使用器材：Zlyrobot机器人编程平台V1.0；CPU 586 以上，主频 300M 以上，
内存 256M，硬盘空间 500M，X86 或兼容机型；zlyrobot机器人；多媒体设备。
操作系统：Windows 7（WindowsXP）（把 ZlyrobotV1.0 软件压缩包解压缩
在硬盘根目录下就可以）。
动手编程，掌握电机的控制（伸伸胳膊，动动腿）。
编程-保存-下载(串口设置)-下载到机器人上，学生演示自己的机器人是怎样
运行的。
★创新与探究
1．左右电机如何配合走直线，机器人如何走正方形，机器人如何走圆形。
2．你还能让机器人走其他图形吗？比如：