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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思第一章1 机器人的分类1.按掌握方式分 : 操作机器人程序机器人示教再现机器人数控机器人智能机器人2按机器人的应用领域分类：产业用机器人极限作业机器人服务型机器人3.按机器人的关节链接布置形式分类：串联机器人并联机器人串联机器人的杆件和关节是采纳串联方式进行的连接（开链式）是采纳并联方式进行的连接（闭链式）；,并联机器人的杆件和关节并联机器人的优点：并联机器人具有刚度高,精度高,响应速度快,结构简洁的特点,其不足之处在于工作的空间小,掌握复杂；2.五种坐标形式的机器人直角坐标型机器人圆柱坐标型机器人球坐标型
2、机器人关节坐标型机器人SCARA坐标型机器人3.工业机器人系统的组成1.机器人系统是由机器人和作业对象及环境共同构成,其中包括机器人 机械系统, 驱动系统,掌握系统,感知系统 四大部分；1 机械系统包括机身 臂部 手腕 末端操作器（手部）和行走机构组成2 驱动系统主要指驱动机械系统动作的驱动装置；依据驱动源不同可分为 电气压 液压 和气压 驱动以及把他们结合起来应用的综合系统；3 掌握系统的任务是依据机器人的作业指令程序及从传感器反馈回来的信号,掌握机器人的执行机构,使其完成规定的运动和功能；4 感知系统由内部传感器和外部传感器组成,起作用是猎取机器人内部和外部环境信息,并把这些信息反馈给掌握
3、系统；2.工业机器人的组要技术参数一般有自由度精度重复定位精度工作范畴承载才能及最大速度 等；（大于 6 个自由度的称为long 余自由度） P11 承载才能指的是机器人在作业范畴内的任何位姿（位置和姿势）上所能承担的最大质量；其次章名师归纳总结 1 驱动方式： 机器人常用的驱动方式主要有液压气压 电气驱动3 种基本类型；第 1 页,共 27 页2 三种驱动的优点和缺点（P19）：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思3 谐波齿轮（重点）p24 4 臂部设计的基本要求：1 手臂应具有足够的承载才能和刚度 2导向性要好3
4、 重量和转动惯量要小 4 运动要平稳固位精度要高P36 的题 220 要去懂得5 手部的分类依据用途手部可以分为手爪和工具两大类,手爪具有肯定的通用性,工具用于进行某种作业；依据其夹持原理, 手部又可为机械钳爪式和吸附式两大类,吸附式和真空吸附式；其中吸附式手部仍可以分为磁力吸附式手部结构即为吸盘,主要有磁力吸附式和真空吸附式；6 行走机构 机器人可以分为固定式和行走式两种 行走机构按其运动轨迹可分为固定轨迹式和无固定轨迹式；行走机构按其机构分为车轮式,步行式,履带式和其他方式；第三章 运算题是课后 1 6 把握 3.1.1 齐次坐标 一、空间任意点的坐标表示名师归纳总结 在选定的直角坐标系A
5、 中,空间任一点P 的位置可以用31 的位置矢量AP 表示,其左第 2 页,共 27 页上标表示选定的坐标系A ,此时有AP = PX PY PZT 式中： PX、PY 、PZ 是点 P 在坐标系 A 中的三个位置坐标重量,如图1.1 所示；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思在图 1.2 中, i、j、k 分别表示直角坐标系中 X、Y、Z 坐标轴的单位矢量,用齐次坐标表示之,就有图 1.2 坐标轴的方向表示X = 1 0 0 0 T 坐标轴的方向表示 Y = 0 1 0 0T Z = 0 0 1 0T 由上述可知,
6、如规定：4 *1 列阵 a b c wT 中第四个元素为零,且满意 a2 + b2 + c2 = 1,就 a b c 0T 中 a、b、c 的表示某轴的方向；4 *1 列阵 a b c wT 中第四个元素不为零,就 a b c wT 表示空间某点的位置；图 1.2 中所示的矢量 u 的方向用 4 1 列阵可表达为：u = a b c 0T 1.4 图 1.2 中所示的矢量 u 的起点 O 为坐标原点,用 4*1 列阵可表达为：名师归纳总结 O = 0 0 0 1T 第 3 页,共 27 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟
7、读而精思名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思旋转算子公式（必考）三、算子左、右乘规章如相对固定坐标系进行变换,就算子左乘；如相对动坐标系进行变换,就算子例 1.4 已知坐标系中点U
8、 的位置矢量U=7 3 2 1T ,将此点绕 Z 轴旋转 90,再绕 Y 轴旋转 90,如图 1.11 所示,名师归纳总结 求旋转变换后所得的点W；第 7 页,共 27 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思连杆参数：
9、连杆长度连杆扭角连杆距离连杆转角；第五章 机器人掌握系统具有以下特点：（1）机器人掌握系统本质上是一个非线性系统；（2）机器人掌握系统是由多关节组成的一个多变掌握系统,而且关节间具有耦合作用；（3）机器人掌握系统是一个时变系统；机器人的位置掌握可分为点位掌握和连续掌握；PID 掌握是自动化中广泛使用的一种反馈掌握,其掌握由比例单元（p）积分单元（ i）和积分单元（ D）组成,利用信号的偏差值,偏差的积分值偏差的微分值的组合来构成操作量,操作两种包括了偏差信号的现在,过去,将来三方面的信息,所以是一种经典的掌握方式；第六章1 传感器定义 传感器利用物体的物理化学变化,并将这些变化变换成电信号（电
10、压,电流和频率）的装置传感器组成：敏锐元件 转换元件和基本转换电路 敏锐元件的基本功能是将某种不简洁测量的物理量转换为易测量的物理量；转换元件的功能是将敏锐元件输出的物理量转换为电量,分；它与敏锐元件构成传感器的主要部基本转换电路的功能是敏锐元件产生的不易测量值的小信号进行变换,是传感器的信号输出符合具体工业系统的要求；机器人使用的传感器可分为内部传感器和外部传感器两大类；（1）内部传感器是用于测量机器人自身状态的参数（如手臂间的角度）的功能元件；（2）外部传感器用于测量与机器人作业有关的的外部信息,这些信息通常与机器人的目标识别,作业安全有关；传感器的性能指标：灵敏度线性度测量范畴精度重复性
11、辨论率响应时间抗干扰才能位置和位移传感器依据其工作原理和组成的不同多种形式,常见的有 电阻式位移传感器,电容式位移传感器,编码式位移传感器,霍尔元件位移传感器 磁栅式位移传感器电位器式位移传感器可以分成两大类：直线型电位器式位移传感器 旋转型电位器式位移传感器名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思2 光电编码器依据测量原理编码器可分为接触式和非接触式两种,接触式编码器采纳电刷输出,以电刷接触到点区和绝缘区分别表示代码的1 和 0,非接触处编码器的敏锐元件是光敏元件和磁敏元件,采纳
12、光敏元件时以透光区和不透光区表示代码 1 和 0 ；依据测出的信号,编码器可分为肯定式和增量式两试验部分舵机的内部结构：一般来说,我们用的舵机有以下几个部分组成：直流电动机、减速器（减速齿轮组） 、位置反馈电位计、掌握电路板（比较器）；舵机的输入线共有三根,红色在中间,为电源正极线,黑色线是电源负极（地线）线,黄色或者白色线为信号线；其中电源线为舵机供应 6V到 7V 左右电压的电源；2、PWM信号掌握精度制定上面已经提到了八位单片机,我们的舵机需要的是方波信号；单片机的精度直接影响了舵机的掌握精度,这里就具体的说明一下；我 们 采 用 的 是8位STC12C5410ADCPU ,其数据分辨率
13、为 256,那么经过舵机极限参数试验,得到应当将其划分为250 份；那么 0.5mS-2.5Ms 的宽度为 2mS = 2000uS ；2000uS 250=8uS 就： PWM的掌握精度为 8us我们可以以 8uS 为单位递增掌握舵机转动与定位；舵机可以转动 185 度,那么185 度 250=0.74 度,就： 舵机的掌握精度为0.74 度图 4-4 DIV 等我们在这里做了一些名词上的定义；DIV 是一个时间位置单位,一个于 8us,关系入公式：1 DIV = 8uS 250DIV=2mS 实际寄存器内的数值为： （#01H）01 （ #0FAH）250；名师归纳总结 共 185 度,分
14、为 250 个位置,每个位置叫1DIV；就：第 11 页,共 27 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思185 250 = 0.74 度 / DIV PWM高电平函数： 0.5mS + N DIV 0uS N DIV 2mS 0.5mS 0.5Ms+N DIV 2.5mS 依据这些学问,我们就可以开头编程,并做一些初步的试验了,学会舵机控制是讨论机器人的一个比较技术手段,需要完全把握；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循
15、序而渐进 ,熟读而精思6 依据动作需要将各端口输出通道按舵机目的位置的数值大小进行排序/ / 函数原型： void sorting / 函数名称：排序子程序 Sorting Subroutine / 功 能：对全部通道口的数值进行排序；/ 参 数：/ 返 回 值：无 / void sorting uchar i=0,j=0,x=0; /定义循环变量 /为挑选的输出通道供应低电平 kouchu0=0xFE; /11111110 kouchu1=0xFD; /11111101 kouchu2=0xFB; /11111011 kouchu3=0xF7; /11110111 kouchu4=0xEF;
16、 /11101111 kouchu5=0xDF; /11011111 kouchu6=0xBF; /10111111 kouchu7=0x7F; /01111111 /通过冒泡法排序,将舵机目的位置数值按从小到大的次序排列起来 fori=0;i=6;i+ forj=i+1;j=7;j+ ifpaixu_nchaipaixu_nchaj /交换数据 x=paixu_nchaj; paixu_nchaj=paixu_nchai; paixu_nchai=x; x=kouchuj; kouchuj=kouchui; /交换数据 kouchui=x; 名师归纳总结 - - - - - - -第 13
17、页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思7、将排好序的数值进行 N 差运算,得出每相邻的两个数值间的差值,用于累计 延时获得 N DIV 动作要求高电平常长；/ / 函数原型： void N_value / 函数名称： N 差子程序 N poor Subroutine / 功 能：对接近数值做差,求出相对差值,用于延时；/ 参 数：/ 返 回 值：无 / void N_value uchar i; /定义循环变量 fori=0;i=6;i+ paixu_nchai=paixu_nchai-paixu_nchai+1; / N 差运
18、算 8、为舵机每一次动作供应间隔延时,用来掌握其整体的动作速度/ / 函数原型： sao_weiuchar saowei / 函数名称：扫尾子程序 / 功 能：掌握舵机转动的速度和加速度 / 影 响：/ 入口参数： saowei,表示扫尾系数 / 返 回 值：无 / void sao_weiuchar saowei uchar i; /定义循环变量 fori=0;isaowei;i+ delay_500us; /调用延时500us 函数 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思任务
19、一：如何让机器人摆头主函数调用范例：baitouuchar cnt;动作函数详解：/ 定义循环变量cnt 次注：减小舵机每void baitouuchar cnt 次循环的增量可 以增加动作的流uchar i,j; 畅度；forj=0;jcnt;j+ / 同一动作整体执行 fori=0;i100;i+ / 循环次数设定为100 position1+; / 掌握 1 号舵机逆时针旋转,每次循环增量为 1,身体右摆 100 PWM_16; / 调用舵机输出子程序掌握舵机运动sao_wei15; / 为机器人动作供应间隔延时 7.5mS,掌握机器人运动速度 fori=0;i200;i+ / 循环次数
20、设定为200 position1-; / 掌握 1 号舵机顺时针旋转,每次循环增量为 1,身体左摆 200 PWM_16; / 调用舵机输出子程序掌握舵机运动sao_wei30; / 为机器人动作供应间隔延时 15mS,掌握机器人运动速度 fori=0;i100;i+ / 循环次数设定为100 position1+; / 掌握 1 号舵机逆时针旋转,每次循环增量为 1,身体右摆 100 PWM_16; / 调用舵机输出子程序掌握舵机运动sao_wei15; / 为机器人动作供应间隔延时 7.5mS,掌握机器人运动速度 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 27 页精选学习资
21、料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思任务二：如何让机器人鞠躬主函数调用范例：jugonguchar step,uchar times；动作函数详解：void jugonguchar step,uchar times uchar i,j; / 定义循环变量 fori=0;itimes;i+ / 设定鞠躬次数 forj=0;jstep;j+ / 设定鞠躬幅度 position0+; /掌握 0 号舵机逆时针旋转,每次循环增量为1,右腿position2-; /掌握 2 号舵机顺时针旋转,每次循环增量为1,左腿PWM_16; sao_wei20; forj=
22、0;jstep;j+ position0-; /掌握 0 号舵机顺时针旋转,每次循环增量为1,右腿position2+; /掌握 2 号舵机逆时针旋转,每次循环增量为1,左腿PWM_16; sao_wei20; delay_500ms; 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思注：同时掌握多部舵机时,虽然是依次进行设置,但是舵机是在得到“PWM_16;” 中的动作命令后同步开头执行动作的；名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 27 页精选学习资料 - - - -
23、 - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思任务三：如何让机器人踢球主函数调用范例：tiqiu; 动作函数详解：void tiqiu uchar i; / 定义循环变量 / 左摆头 fori=0;i100;i+ position1-; PWM_16; sao_wei30; / 抬右脚 fori=0;i50;i+ position0+; PWM_16; sao_wei10; / 落右脚 fori=0;i50;i+ position0-; PWM_16; sao_wei10; / 身体复位 fori=0;i100;i+ position1+; PWM_16; sao_wei30;
24、名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思任务四：如何让机器人左转、右转主函数调用范例：turn_l3; / 左转turn_r3; / 右转动作函数详解：（名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思void turn_luchar times uchar i,j; forj=0;jtimes;j+ / 左摆身 , 重心左移 fori=0;i40;i+ position1-=
25、2; PWM_16; sao_wei15; / 抬右脚 fori=0;i10;i+ position0+=2; PWM_16; sao_wei15; / 重心中移 fori=0;i100;i+ position1+=1; PWM_16; sao_wei15; / 磨擦转身 fori=0;i20;i+ position0-=1; position1-; PWM_16; sao_wei30; delay_500ms; 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思1）左转（2）右转名师归纳总
26、结 - - - - - - -第 21 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思void turn_ruchar times uchar i,j; forj=0;jtimes;j+ / 右摆身 , 重心右移 fori=0;i40;i+ position1+=2; PWM_16; sao_wei15; / 抬左脚 fori=0;i10;i+ position2-=2; PWM_16; sao_wei15; / 重心中移 fori=0;i100;i+ position1-=1; PWM_16; sao_wei15; / 磨擦转身 fo
27、ri=0;i20;i+ position2+=1; position1+=1; PWM_16; sao_wei30; delay_500ms; 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思注：此动作的编写过程中应考虑到重心的偏移,以及脚部与地面的摩擦成效；名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思任务五：如何让机器人行走主函数调用范例：walkinguchar step; 动
28、作函数详解：void walkinguchar step uchar i,j; / 右摆身 , 重心右移 fori=0;i30;i+ position1+=2; PWM_16; sao_wei20; / 前抬左脚 , 后抬右脚 fori=0;i5;i+ position2-=1; position0-=1; PWM_16; sao_wei15; / 左摆身 , 重心左移 fori=0;i60;i+ position1-=2; PWM_16; sao_wei15; /step 步数 / forj=0;jstep;j+ / 前抬右脚 , 后抬左脚 fori=0;i5;i+ position2+=2
29、; position0+=2; PWM_16; sao_wei20; 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思/ 右摆身 , 重心右移 fori=0;i40;i+ position1+=3; PWM_16; sao_wei20; / 左半身跟上 , 抬左脚 fori=0;i5;i+ position2-=2; position0-
30、=2; PWM_16; sao_wei20; / 左摆身 , 重心左移 fori=0;i40;i+ position1-=3; PWM_16; sao_wei20; /step 步数 / / 右半身跟上 fori=0;i5;i+ position2+=1; position0+=1; PWM_16; sao_wei15; / 右摆身 , 重心右移 fori=0;i30;i+ position1+=2; PWM_16; sao_wei20; delay_500ms; 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页,共 27 页