机器人技术结课论文

1、Word 文档 机器人技术 学号： 班级：机械工程 二一七年六月 Word 文档 获奖证书是通过学习机器人技术，制作十自由度机器人在2017中国工程机器人大赛暨 国际公开赛上获得的，我很庆幸能够选机器人技术这门课，这门课使我对机器人有了 一个更加清晰的认识，同时也激起了我对此方面的研究的兴趣。 之前就对机器人颇感兴趣， 并对此进行了深入的了解，通过这门课，我认识到，机器人作为这些学科的交叉产物，是 个综合应用这些知识的最好的平台。通过这门课，我们制作的十自由度机器人，参加了 2017 中国工程机器人大赛暨国际公开赛(RoboWork )，竞技体操项目，获得理想的成绩，在 这个过程中我也从新认识

2、了机器人制作的艰辛和困难性，使我认识到之前对此不以为然， 眼高手低态度得幼稚。同时也教育我，任何一个项目本身所呈现的问题只是完成该项目所 需工作的冰山一角，做任何事，都必须以谦恭，认真的态度对待。同时也是我懂得了，再 将事情坐完之前不可轻易对此做出评价。 竞技体操机器人 摘要 体操机器人是仿人型机器人里的一种，也是研究仿人型机器人的基础。体操机器人 不仅能够提高我们的动手能力和实践能力，还能增强我们的创新意识和创新实践能力， 锻炼我们的综合素质，让我们更热衷于科学技术的研究。本体操机器人以十自由度为基 础，能够完成摆手、滚翻、俯卧撑、侧翻、倒立等多项高难度动作。它具有多自由度并 集成了现代化控

3、制技术、人Word 文档 机交换技术等机电一体化技术。目前体操机器人主要用来供 人们娱乐欣赏使用，它在人们的生活扮演着越来越重要的角色。 此次设计的体操机器人主要由机械结构和控制系统组成，首先机械结构设计，根据 制作材料、舵机型号初步设计出体操机器人的机械外形，然后在SolidWorks下对机器人 进行虚拟三维建模，对存在的问题进行修改。最后对其进行运动学仿真和运动学分析。 检查是否能够完成指定的动作，对速度、加速度、位置能问题进行分析。再次是控制系 统设计。控制系统的硬件以飞思卡尔公司的 MK60DN512ZVLQ10芯片为核心，在 Altiu m Designer Winter 09软件中

4、开始设计体操机器人的控制电路。 经过系统调试，通过上 位机软件实现对机器人的控制。采用嵌入式 C语言，设计和调试程序，最终使机器人能 过自主完成体操动作。此次比赛的创新之处在于不仅能够完成指定动作，还能完成打排 球能高难度动作。 关键词： 体操机器人；舵机；十自由度； SolidWorks ； Altium DesignerWord 文档 Gymnastics robot Abstract Gymnastics robot is a kind of humanoid robot, which is the basis for the study of humanoid robot .Gymna

5、stics robot can not only improve our manipulative ability and practice ability, but also can enh ance our innovation consciousness and innovation ability, which exercise our comprehensive quality a nd let us more in terest in the study of scie nee and tech no logy. On the basis of 10 degrees of free

6、dom, the robot can accomplish a number of difficult moves such as motioning with his hand, rolls, push-up s and side turn. It has more degrees of freedom and mecha ni cal and electrical in tegrati on tech no logy such as the moder n con trol tech no logy and man-mach ine excha nge tech no logy. Nowa

7、days gymn asti cs robots are mainly used for people to appreciate the use entertainment, and it will play a more and more important role in peoples lives. The design of the gymnastics robot is mainly composed of mechanical structure and control system .First of all, the mechanical structure design i

8、s the most important part, according to production mate rials, steering gear model, gymnastics robots mechanical shape is designed. Then, under the SolidWo rks the virtual 3D modeli ng is desig ned, the exist ing problems of the robot is modified. Fin ally, the k in ematics simulation and kinematic

9、analysis are carried. Besides, we check whether it can complete the s pecified action and an alyze the problems of the speed, accelerati on, positi on. Aga in, the con trol syste m is designed. Hardware of the control system is Freescale companys MK60DN512ZVLQ10 chip, in Al tium Desig ner in Win ter

10、 09 software, we bega n to dance robot con trol circuit desig n. After the system debugg ing, through the PC software we c on trol the robot. Usin g embedded Clan guage, program de sign and debugging, we eventually make robots independently complete the gymnastics movements. Innovation is not only a

11、ble to complete this match specified action, but also to complete difficult mov es, such as playing volleyball. Keywords : Gymnastics robot;Steering gear;Ten degrees of freedom; SolidWorks ; Altium Desi gnerWord 文档 1. 2. 3. 4. 5. 6. 综述 . 1.1课题的研究目的及意义 . 1.2机器人研究发展现状 . 1.3比赛相关容及分析 . 系统整体设计 . 2.1竞技体操机

12、器人机械部分材料分析 2.2动力元件分析 . 机械结构设计 . 3.1体操机器人的整体设计 . 3.2机器人的零件尺寸形状设计 . 竞技体操机器人控制系统硬件介绍. 4.1 K60核心板图 . 4.1.1 K60核心板图 . 4.1.2晶振模块 . 4.1.3复位模块电路图 . 4.1.4 JTAG接口电路 . 4.2舵机控制电路 . 4.2.1核心板控制舵机的接口布局图 4.2.2舵机驱动电路 . 系统开发调试 . 5.1机器人调试模式 . 5.2机器人动作运行模式 . 结论 . . .1. .1 .2 .3 .3 .4. .5 .5 .7 .8 .8 .8 .9 .9 .10. .10.

13、1.0 11 12 12 13 14 参考文献 . 15 . Word 文档 1. 综述 1.1 课题的研究目的及意义 当今21世纪是科技快速发展的时期，机器人研发面临着各种困难。它是计算机工 程、机械电子工程、控制工程、电气工程和材料工程等多学科相互交汇融合的综合性技 术，它在人类的生产和生活活动中发挥的巨大的作用，是人类生活中的必需品。它代表 着当代最新科技水平。但是机器人学无疑是当代最具影响力的产业之一。它集中了多门 学科的技术核心，代表着机械与电子行业的最高成就。自上个世纪七八十年代以来，机 器人被应用到工业发展中已经有着不可替代的意义。机器人可分为仿人机器人、工业机 器人等，其中仿人

14、机器人又分为体操机器人、 竞速机器人等。如今的机器人类型多样化， 被应用于不同领域的不同工作。机器人代替人类工作，不但提高了工作效率，还可以应 用到一些人类无法接触的危险工作环境中以保护类安全。而今，全球有近一百万台各种 类型的机器人正在运行，并成为了一个具有强大活力的新兴产业。大量的机器人从事着 人类生活和生产的各个领域的工作，体操机器人便应运而生。 体操机器人的课题研究是近代衍生的一门学科，有接近四十年的研究历史。在这四 十年来，体操机器人的课题研究经历了一个跌宕起伏的过程。 在国的很多机器人大赛中， 都可以看见它的身影。它的功能是能够模仿人类完成一系列动作，包括翻滚、倒立、侧 翻等。体操

15、机器人自由度高、精度高、能耗低、装配容易、控制方法多样。主要参考人 类的身体结构对其进行结构设计。与其它品种机器人相比，这种机器人有很多特点。它 有很强的环境适应能力，很高的灵活性，可以应用于服务业等。研究体操机器人，这有 利于普及机器人技术、提高学生的科技素质。 1.2 机器人研究发展现状 目前体操机器人的研究主要有欠驱动单杠体操机器人的研究，国外很多采用 Acrobot的欠驱动两杆体操机器人模型。Acrobot是一种具有2自由度和1主动关节的二 连杆机器人，它能简单粗略的模拟体操运动员在单杆上的摆起、倒立、大回环等动作。 国主要为各种类型的复杂人形机器人的研究，可以实现体操动作。各大高校通

16、过各 类机器人比赛来展示自己的研究成果，同时交流技术，促进体操机器人的发展。 在国外，制造业机器人取得了辉煌的发展，在工业界里得到了普遍应用并广受好评， 因此形成了许多有着非常影响力的企业。如德国的库卡、奥地利的威猛、瑞士的 ABB、 日本的安川和车乐美等。这方面的权威人士说，机器人产业是继汽车、计算机产业之后 又一个重大的，新兴的高科技产业，并一定会像汽车、计算机一样普及大众。但是目前 无论在生产、使用还是出口方面，日本始终Word 文档 占据着第一位，当今日本具备拥有一百三十 多家专业的机器人研发生产企业的能力，并且这些机器人强国发展的势头依然没有减弱。 我国机器人行业起步较晚，与那些机器

17、人发展大国的差距还是较大的。二十世纪七 十年代国家才开始有自己的机器人工业，七五期间我国政府开始扶植机器人行业，实现 了自己国家的工业机器人的整套技术的发展目标，出现了许多类型的机器人，比如：爬 坡、喷涂、电焊等。近年，国家在制造业的机器人和机器人机械化生产线以及与机器人 相关的工程项目、还有与其附加产业的年产值达到了五亿元。体操机器人在机器人领域 是重要的一部分，党和政府在体操机器人方向加大了发展力度。每年，国举办很多相关 竞赛来促进国高校对体操机器人的研究和发展，如 FIRA和RoboCup等。这些比赛带给 每个人的不只是个人、学校的荣誉，更是代表着中国对机器人的喜爱，代表着中国年轻 一代

18、对机器人行业的发展与期望。但是我国体操机器人还是存在着一些问题，比如： 1） 体操机器人设计及开发随着经济及科技的发展，这些年来得到了巨大发展，但机器人设 计还是停留在简单的加工和调试上，真正的智能控制没能充分融入其中。 2 ）我国基础 零部件制造能力差。即使目前来说国家在有机器人有关的零部件方面有了一些的基础， 却不管从质量、类型， 还是效率等方面都与那些老牌机器人生产国有着明显的实力悬殊， 影响了我国机器人的价格竞争力。3）中国的机器人还没有属于自己品牌的体操机器人， 虽然好多高校正在研究体操机器人，但没有推广到市场，不能把机器人应用到社会上去。 4）国家对于机器人的政策虽然有一些但是和国

19、外相比还是有一些差距，机器人竞赛相 对而言还是太少，以至于不能激发出人们学习机器人计数的热情。 1.3 比赛相关容及分析 根据比赛任务的要求，机器人不仅要完成竞技体操机器规定动作，同时还要自编有 创意、有舞美效果的动作。因此本款机器人以原有体操机器人为模板，在保证能完成准 备动作、翻滚动作、俯卧撑、侧翻动作、倒立动作、自编动作等规定动作的基础上，增 加两台类人机器人，重新设计其整体尺寸并改进部分机械结构件，以适应自主设计的其 他创意动作，满足创新创意及良Word 文档 好的观赏性的需要。 除了要满足比赛动作要求，本款机器人的重难点在于机器人动作的流畅性，以及各 机器人间地协调配合。初步考虑通过

20、调试控制程序中动作持续时间，改进代码运行算法 等方法，以较好地实现各机器人动作之间的同步，从而使其具有良好的观赏性。另外， 本款机器人要具有新奇的外观，突破性的创意动作等，从而完全满足比赛创新创意的要 求，达到预定目标。 2. 系统整体设计 2.1 竞技体操机器人机械部分材料分析 本次参赛的竞技体操机器人机械部分主要有手臂、躯干和双腿。这些部分可以用的 材料目前主要有金属、木材、塑料和复合材料。现在大部分机器人制作的材料是金属， 因为金属具有良好的硬度、好看的色泽并且不易磨损。在有专业加工工具时，金属材料 也比较容易加工。目前用于制作机器人的金属材料主要铝合金和各种碳钢 。因为它们 具有足够的

21、强度和硬度，满足大部分机器人的强度要求。铝合金是机器人制作最常用的 材料，它质量轻，有足够的强度且易于加工。其中 5052铝板是目前应用最广泛的防锈 铝，它属于Al-Mg合金铝板。这种合金铝板的强度高，在加入镁元素时能够增强铝板的 抗腐蚀性和强度并且可塑性好以及良好的焊接性。 在制作机器人中，木材有时也会大量被利用。主要因为木材相对于金属和塑料的质 地要轻，不易发生弯曲，而且割断和加工都比较容易。当制作机器人支柱类零部件时， 木质材料比金属材料更便于组装，因此木材更适合于制作轻型机器人。除此之外由于干 燥的木材不导电的性质，可以很好地避免由于机身而引起电路的短路或者机身漏电等。 虽然由金属制造

22、的机器人给人的感觉更像机器人，但是用木材来制作机器人也是一个不 错的选择。 塑料也是制作机器人经常被采用的材料，相比金属材料它的优势就是便于加工，可 以很容易制作出复杂的零件。但是它的缺点也很明确，就是硬度比较低。目前常用的塑 料主要有ABS PVC、尼龙以及有机玻璃等。ABS是五大合成树脂之一，其用途十分广 泛，它具有很好的抗冲击性、耐热性和耐腐蚀性等优良特点，并且易于加工、零件尺寸 稳定、好的表面光泽性等特点。它还可以在表面进行喷镀金属、 粘接和焊接等二次加工。 由于这些优良特点，这种材料被广泛用于机械、汽车、电子电器和建筑等许多工业领域。 PVC的主要成分是聚氯乙烯。它的特性是不易燃烧、

23、具有高强度、不易因温度而发生尺 寸变化等特点。PVC有两类，即软PVC和硬PVC。其中软PVC由于添加了柔软剂，容 易变脆且不易保存，所以应用围不广。硬 PVC不含柔软剂，所以具有良好的韧性、容易 成型、不易变脆以及保存时间长等特点，它的应用开发很有价值。尼龙是一种高分子化 合物，具有很高的机械强度、耐高温、表面摩擦系数低、软化点高、耐腐蚀、电绝缘性 好以及五毒无臭等优良特点，但是吸水性打，从而影响尺寸稳定性和电性能。该材料常 被用于制作成梳子、牙刷盒扇骨等。有机玻璃也叫亚克力，它的化学名称是聚甲基丙烯 酸甲酯，Word 文档 它具有较大的强度、质量轻、表面光滑、耐化学品腐蚀以及绝缘性好等特点

24、。 考虑到各个材料各方面的性能，该竞技体操机器人机身材料主要是使用的是 5052 铝合金，它强度高，易加工，能够满足要求。下表 2-1是5052铝合金的参数： 表2-1铝合金参数 化学成分 铝Al 硅Si 铜Cu 镁Mg 锌Zn 锰Mn 铬Cr 铁Fe 余量 0.25 0.10 2.2 2.8 0.10 0.10 0.15 0.35 0.40 力学性能 抗拉强度（ob） 条件屈服强度（0.2 弹性模量（E） 退火温度 170 305MPa 为5MPa 69.3 70.7Gpa 345 C 2.2 动力元件分析 动力元件顾名思义就是为机器人提供动力的元件，竞技体操机器人之所以能完成各 个竞技体操

25、动作，都是由它身体中各个运动部位的动力源（驱动电机）提供动力的。该 竞技体操机器人只是通过转动副完成各个动作，因此只需要电动机作为动力源就能满足 要求。目前被用作机器人的动力源常用电机有三类，即直流电机、舵机和步进电机。它 们具有各自的优点和缺点。其中直流电机耗能较低，提供的力矩大，常用于闭环控制系 统中；舵机控制精度准确但产生的力矩小， 可用于开环系统；步进电机的控制精度精确， 可是功耗较大并且力矩相对于其他种类电机较小，常用于开环控制系统 9。下表2-2为 这三种电机特点的对比： 表2-2不同类型电机特种比较表 电机类型 优点 不足 应用围 转速太快，一般需要 市场上广泛存在，种 配有减速

26、装置，电流 用于比较大的机器 直流电机 类多，功率大，力矩 比较大，控制复杂 人 大，连接电路简单 （PWM）,价格较贵Word 文档 舵机 部有减速齿轮，接口 简单，价格便宜，控 制方便，易于装配， 型号多 功率小，速度调节围 较小 常用于小型机器人 和步行机器人 功率低，比较难装 控制精度高，种类 配，提价大，负载能 用于小型和轻型机 步进电机 多，适合室机器人速 力低，自重比较小， 器人 度 控制复杂 通过上表的比较以及该竞技体操机器人设计要求，舵机完全能够满足要求。使用的舵 机型号是春天舵机SR403P。在表2-3中列出了该种舵机的参数: 表2-3 SR403P舵机参数 产品规格 技术

27、参数 尺寸（mm） 重量 线 长 6.0V 7.4V 速度 扭力 速度 扭力 转动角 kg kg 度 长 宽 咼 g oz cm s/60 oz in s/60 oz in cm cm 40.8 20.7 42.8 67 2.37 30 0.21 13.2 183.63 0.19 15. 3 212.8 180 3. 机械结构设计 3.1 体操机器人的整体设计 Solidworks是由美国SolidWorks公司推出的功能强大的三维设计软件系统， 自1995 年问世以来，以其优越的性能、易用性和创新性，极大的提高了机械工程师的设计效率， 其应用围涉及航空航天、汽车、机械、造船、通用机械、医疗器

28、械和电子等领域 4。设 计师使用它能快速地按照其设计思想绘制草图，尝试运用各种特征与不同尺寸，生成模 型和制作详细的工程图。 设计装配主要包括手部、双腿、双足、头部、肩部以及胯部的设计，在对机器人的虚Word 文档 拟装配过程中，需要对机器人的各个零部件间的运动关系进行详细分析，得出每个运动副 的约束形式，即约束副。然后将各零部件配合为手臂、腿等装配体单元，配合过程中主要 用到同轴、重合、平行等配合关系。然后再将机器人的各装配体单元配合，从而实现机器 人整体模型中头部、大臂和小臂的转动以及小腿大腿弯曲等动作。 根据第二章机器人材料的选择和舵机的选择，开始设计机器人各个零件的形状和尺 寸。可以先

29、通过SolidWorks进行三维零件设计和三维虚拟装配。目前 SolidWorks是一 款被广泛使用的三维造型软件，可以进行三维动画模拟，功能十分强大。它能够造型出 复杂的曲面，设置零部件的材料外观等，使虚拟的三维零部件看起来更像现实的零部件。 除此之外还能够进行受力分析，检验结构设计中部分应力过于集中和过大的问题。前期 通过SolidWorks进行零部件的设计和装配，能够及时发现问题和不合理之处， 及时解决 问题，从而缩短了产品的设计周期，降低设计成本，从而提高产品质量。 在SolidWorks中画出各个三维零件和三维装配。以下分别是竞技体操机器人各个部 分的三维图和装配图： 图3-1 机器

30、人手臂图3-2 机器人腿 Word 文档 图 3-3 机器人装配图 3.2 机器人的零件尺寸形状设计 体操机器人的机械结构设计是体操机器人设计中最基础的一部分，是进驱动执行和 动作规划等的前提要求。一个完整的体操机器人必须是一个机械结构合理、自由度分配 正确、重心设计严谨、尺寸大小符合设计要求的机械结构 。 本款机器人由三台机器人组成，其中一号和二号机器人结构相似，均为十七自由度 机器人；三号机器人为标准十自由度体操机器人。 一号机器人和二号机器人身高 38CM,肩宽20 CM,臂长18 CM，整体重量为1.75KG。 采用17个数字伺服舵机马达，拥有17个自由度（活动关节），双腿十个，双手六

31、个， 头部一个。采用的数字舵机有标准的180度运动围，PWM脉宽控制模式，15公斤力矩， 马达部自主反馈保证输出角度准确。型材材质采用 1MM高强度铝镁合金，连接件，紧 固件采用凸台攻丝紧固。表演时机器人随音乐翩翩起舞，动作协调、灵活。 三号机器人为比赛要求的参加规定动作赛的体操机器人， 身高24CM，肩宽8.5CM， 臂长13.5CM，整体重量1.5KG。机器人的外观结构由三类结构件组成。一类是手臂、身 体、腿部结构件，为矩形直条夹持构件；二类是手掌、脚掌结构件，一端连接舵盘，另 一端为手部脚部造型；三类是肩部、跨步结构件，为多次弯折的 U型结构件。设计的尺 寸依据力学平衡原理，保证能够充分

32、完成动作。 4. 竞技体操机器人控制系统硬件介绍 本次参赛的竞技体操机器人使用的是飞思卡尔公司的 Kinetis系列微处理器，具体的 型号为MK60DN512ZVLQ10。 该芯片有512KB的flash储存器以及128KB的RAM,共有 144个引脚，采用的封装是LQFP。它的功能十分强大，能够提供10种低功耗操作模式， 提供电源盒时钟的门控，可以实现最佳的外设活动和恢复时间。它的停止电流 2吩, Word 文档 运行电流350 uA/MHz，停止模式唤醒时间为4冷它的硬件加密协处理器用于确保数 据传输和储存的安全， 它比软件的实施速度更快， 而且CPU负载最低， 还支持各种算法， 例如 D

33、ES 3DES AES MD5 和 SHA-1 等。在 Altium Designer Winter 09 软件中进行原 理图的设计以及硬刷电路板。 4.1 K60 核心板图 4.1.1 K60核心板图 K60核心板图如图4-1所示 图4-1 K60核心板图 整个芯片所需的电压为3.3V，可以由锂电池或USB接口供电，由于芯片的引脚过多, 故将芯片放置于PCB板中间位置，方便布线与连接。Word 文档 4.1.2晶振模块 该芯片电路中同时使用了有源晶振和无缘晶振。电路图分别如下所示: 图4-2无源晶振模块 图4-3有源晶振模块系统主时钟信号 K60芯片含有32.768KHZ的无缘晶振和50MH

34、z的有源晶振， 其中无源晶振是为MCU 部的RTC模块提供时钟信号。有源晶振是为系统工作时提供时钟信号。 4.1.3复位模块电路图 复位模块电路图如图4-4所示。 图4-4复位模块 K60芯片的正常工作状态时 RESET处于高电平，复位时复位 RST按下，RESET引脚 接地，Word 文档 K60芯片复位。并且在复位引脚并联了 0.1尸电容，提高了复位信号的稳定性。 除此之外复位引脚RESET还加上了拉电阻，可以有效地防止外界信号的干扰。Word 文档 4.1.4 JTAG 接 口电路 JTAG接口电路如图4-5所示 图4-5 JTAG模块 JTAG是一种国际标准测试协议，它是下载和调试接口

35、。标准的 JTAG接口是4线， 即TMS测试模式选择，用来设计JATG 口处于某种特定的测试模式；TDO测试数据输出， 数据通过TDO从JATG输出；TCK测试时钟输入；TDI测试数据输入，数据通过TDI输 入 JATG 口。 4.2 舵机控制电路 4.2.1核心板控制舵机的接口布局图 核心板控制舵机的接口布局图如图 4-6所示 图4-6核心板控制舵机的接口布局图 图道0到通道11为各个舵机与核心板相连的接口，每个通道控制一个舵机，但是 其中T4和T5通道Word 文档 不需要连接舵机，因为该机器人只有 10个舵机需要控制，这两个通 道多余了。每个舵机与哪个通道相连接需要记住，这样方便后续的编

36、程，控制一个通道 相应的舵机发生旋转。 422舵机驱动电路 舵机驱动电路如图4-7所示。 图4-7舵机驱动电路 通道2舵机有三个接线口，分别是电源，地和控制信号。核心板通过控制 PWM波 的输出，舵机接受信号，旋转相应的角度。相比 2舵机电路图，其他舵机电路图只有控 制信号线不同，每个舵机都有它相应的控制信号线，不可都连接在一个控制信号线上。Word 文档 5. 系统开发调试 5.1 机器人调试模式 调试模式时下接受两种形式的调试指令，一种为单次位置调试指令，一种为连续动 作调试指令。以下是上位机软件界面： 图 5-1 上位机软件界面 1 下图是上位机软件命令调试界面： 图 5-2 上位机软件

37、界面 2 上位机软件界面上，菜单栏中“操作-复位”用来加载和保存机器人的复位值、计时器 功能和串口调试功能。在线调试区中，可以看到 TO到T11的控制条，它们可以控制核 心板通道0到11所连接的舵机，通过拖动控制条，核心板接收到信号，控制PWM波的 占空比，来控制舵机旋转角度。在线调试区中还有速度和延时控制条，分别用来控制舵 机旋转的速度和运行下个动作前的延时。复位可以让机器人恢复到初始动作。生成代码 Word 文档 功能键能够将机器人运动的代码在代码运行区生成，以供下载使用。代码运行区，可以 显示运行的代码。将调试好的运动代码生成 C代码，供后续的程序运行使用。 运动代码格式为“200#-2

38、*-20&-2% ”第一段为舵机通道，“# ”表示通道号, 围是0011” ；第二段为舵机PWM波，“* ”表示当前值，围是0750 ”；第三段为舵机 执行速度，& ”表示速度大小，围是000255 ”；第四段为舵机延时，%表示此次 动作完成后延时多少毫秒，若本行此段为“ 20000 ”则表示直到下次本段出现一个大于 20000 ”时，同时执行这两段之间的所有动作。 以下以具体代码解释运动原理： 20007-20406-20202-20000 20009-20196-20202-20001 该动作为7号舵机PWM波运行至406”、速度为202 ”，同时9号舵机PWM波运行 至196”、速度为2

39、02”，这两个舵机同时动作，执行后延时1ms。 调试模式时，核心板接收上位机调试软件的动作代码，若直接拉动图 4-2的舵机状 态拖动条或修改状态值编辑框中的数字，上位机将发送单次位置指令，此时核心板执行 指令完毕后无反馈，若调试多条动作指令，则点击下载命令后，上位机依次发送相应指 令，待下位机执行完毕反馈后发送下一条指令。 该阶段主要完成的是将设计的体操用程序来表达，并且完成程序的调试，直到没有 错误就可以进行下个阶段。 5.2 机器人动作运行模式 该阶段只需将调试好的程序通过 J-link下载到核心板中，打开机器人电源，机器人 就能按照程序执行体操动作，执行完后机器人处于停机状态。Word

40、文档 6. 结论 首先主要对竞技体操机器人的机械部分材料的分析、 舵机的分析、在SolidWorks下 三维建模，并且对机器人的一个动作进行了运动分析。为后期竞技体操机器人的硬件和 软件设计奠定基础，接下来的任务就是控制系统，解决如何使机器人跳出优美的竞技体 操以及控制机器人动作等问题。再次讲述了 K60核心板以及其周边电路和舵机接口电路， 按照官方提供的技术手册安装到机器人上，将各个元器件连接起来，就可以进行最后的 软件和程序设计，让机器人按照程序跳起竞技体操。最后讲述了通过 J-link将调试程序 或者运行程序下载到核心板中和如何用上位机设计机器人体操以及生成运行代码和 C代 码，最后将调试好的程序下载到机器人中完成了机器人的软件部分的设计。另外由于该 机器人的控制系统是开环，如果体操出现问题不会自我进行调整，只能重新调试程序或 下载程序。 本课程机器人技术，让我受益匪浅，运用所学的机器人技术，设计十轴体操机器人， 在2017中国工程机器人大赛暨国际公开赛(RoboWork )上获得理想的成绩，非常感王 老师的这门课，也在此向王老师致以真诚的感和敬意。Word 文档 参考文献 1 顾永恒，