六自由度桌面型串联关节式机器人rbt-6ts01s实验指导书

实验 机器人的认 实验目 实验设 实验原 实验步 注意事 实验 机器人的机械系 实验目 实验设 实验原 实验步 注意事 实验 机器人的控制系 实验目 实验设 实验原 实验步 注意事 实验 机器人示教编程与再现控 实验目 实验设 实验原 实验步 思考 注意事 实验 机器人坐标系的建 实验目 实验设 实验原 实验步 思考 实验 机器人正运动学分 实验目 实验设 实验原 实验步 思考 实验 机器人逆运动学分 实验目 实验设 实验原 实验步 思考 实验 机器人的搬运装配实 实验目 实验设 实验原 实验步 注意事 实验 实验实验实验定程序控制机器人、示教再现机器人和智能机器人等。本课程所使用的机器人为6自由度串联机器人，其 1套（实验设备用户可选

1-1器1-1机器人技术参-150°～-135°～--70°～-90°～-90°～-180°～60o/60o/60o/60o/60o/120o/610850本体重量220V50Hz”（ROBOT1920年的一部名叫作《罗萨姆的万能机器人公司》的幻想剧，罗伯特是该剧主2（我国科学家的定义31、机器人不能人类1、古代机器人： 年，法国天才杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭2、现代机器人：

1-保姆、白衣天使和——不用包装实验1-35、点击“关节示教”按钮，出现如图1-4所示界面，按下“打开”按钮，在机器人软件安装 择示教文件BANYUN.RBT6，示教数据会在示教列表中显示；注意

1-4节示教界实验 实验实验、实验为原动部件→传动部件→执行部件。机器人的传动简图如图2-1所示。1

2-1器人传动简2-2同步齿型带传动结；2-3波齿轮传动工作过动，正是这一错齿运动，使器可以将输入的高速转动变为输出的低速转动。相对刚轮转过两个齿距的角位移，这个角位移正是器输出轴的转动，从而实现了的目的。3（v>40m/s的传动；功率可从小于1W到105Kw；4RV图2-4RV器实物RV传动原理如图2-5所示，它由渐开线圆柱齿轮行星机构和摆线针轮行星机构二部分组,方向旋转,那么渐开线行星齿轮在公转的同时还有逆时针方向自转,并通过曲柄轴带动摆线轮做偏心运动,此时,摆线轮在其轴线公转的同时,还将反向自转,即顺时针转动.同时还通过曲柄轴推动钢架结构的输出其中 2-5RV传动简比为i=31～171；实验2-6关节运动界速度取默认值，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；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；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；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；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；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；注意实验 实验实验实验运动控制卡由高性能DSP处理器、CPLD可编程器件及伺服电机接口器件等组成，用于实现伺服电机的位置、速度、加速度的控制及多个伺服电机的多轴协调控制。其主要功能为：S形、梯形自动加曲 开关及编Z相信号实现高速高精度原点返回操作；具有伺服驱动器信号ALM等伺服驱动器

3-1进电机控制系CP，就驱动步进电机旋转一个步距角，CP的频率和步进电机的转速成正比，CP的DIR：控制卡发出此信号用来控制电机的旋转方向。比如说，此信号为高电平时3-2安川YSKAWA系列SGDM服控制系统图3-3FUJIFALDIC-W原点信号ORG：由零位开关发出。ORG信号可单独用于寻零操作，ORG信号也可与编EL：由限位开关发出。+EL为电机运行正方向的限位信号，-EL为电机运行负方向的EL又恢复成“OFF”状态，控制卡也不会再发出脉冲，可由指令发出相反实验3-4控制柜前视DRV1～DRV6:

3-5电气安装板布局 3-5控制柜侧视2注意1实验 实验实验1、RBT-6T/S01S、实验机器人示教(teachprogramming)，就是操作者把规定的目标动作(包括每个运动部件，每个运动轴的动 再现，便是将示教信息再次浮现，即根据需要，将器所的信息读出，向执行机构发出具体的实验5(1.5度/秒、6度/秒、12度/秒、24度/秒共四1、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，然后将示教的注意实验 实验实验1、RBT-6T/S01S2、RBT-6T/S01S实验先规定一个直角坐标系，相对于该坐标系，点的位置可以用3维列向量表示；刚体的方位可用3×3的zn1轴沿着第nxnzn1轴并指向离开zn1轴的方向yn轴的方向按右手定则确节定义了4个参数，如图5-1。图5- diai为连杆长度，idi为两连杆距离，i为两连杆夹角。iii和+1+1（di1i的z+1xii+1ii+1，当两关节轴线相交时，x轴的方向与两矢量的向时，第i个转动关节的i为零。i-1与izi1轴旋转ixi1xi同一平面内。沿zi1轴平移一距dixi1移到xi同一直线上。xi1ai1zi1zi同一直线上。AiRot(z,i)Trans(0,0,di)Trans(ai,0,0)Rot(x,ai sic sis ai1ci

i1

ci

si

c

i角的正弦值和余弦值也可计算出来。这样，A矩阵就成为关节变量的函数（对于旋转关节）或变量d的函数（对于棱柱联轴节。一旦求得这些数据之后，就能够确定六个Ai变换矩阵的值。实验5-2器人运动机5-112345635-1的各个变量的值以及各杆件之间关系，写出相应的i1Ai阵；4A矩阵和T矩阵之间的关系0T0A1A2A3A4A5A，写出T 5-21-020030-4050-0600Ci=cos Si=sin 0 a2C2 00A1=

1A=

a2 a0d1 0100100 1 a3C3 00a30a3000010d40010013

0

4A= A6= 0

d6 1a2C2 0 aST1=A1A2A3= 22

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1oz1ax1c1c2s3c1s2c3ay1s1c2s3s1s2c3az1s2s3c2c3px1a3c1c2c3a3c1s2s3a2c1c2py1a3s1c2c3a3s1s2s3a2s1c2pz1a3s2c3a3c2s3d1a2s2

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T2=3A4A5A6= * * nx ox

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nz oz az pz2 1ox2c4c5s6s4c6oy2s4c5s6c4c6oz2s5s6ax2c4s5ay2s4s5az2c5px2d6c4py2d6s4pz2d4d6 px1 nx ox ax px2 px p py1*y1*yyyy2=yyypz1 nzozazpz2 pz 1 1 1nx(c1c2c3c1s2s3)(c4c5c6s4s6)s1(s4c5c6c4s6)(c1c2s3c1s2c3)ny(s1c2c3s1s2s3)(c4c5c6s4s6)c1(s4c5c6c4s6)(s1c2s3s1s2c3)s5nz(s2c3c2s3)(c4c5c6s4s6)(s2s3c2c3)s5ox(c1c2c3c1s2s3)(c4c5s6s4c6)s1(s4c5s6c4c6)(c1c2s3c1s2s3)s5s6oy(s1c2c3s1s2s3)(c4c5s6s4c6)c1(s4c5s6c4c6)(s1c2s3s1s2s3)s5s6oz(s2c3c2s3)(c4c5s6s4c6)(s2s3c2c3)s5s6ax(c1c2c3c1s2s3)c4s5s1s4s5(c1c2s3c1s2c3)c5ay(s1c2c3s1s2s3)c4s5c1s4s5(s1c2s3s1s2c3)c5az(s2c3c2s3)c4s5(s2s3c2c3)c5pxd6(c1c2c3c1s2s3)c4s5d6s1s4s5(c1c2s3c1s2c3)(d4d6c5a3c1c2c3a3c1s2s3a2c1c2pyd6(s1c2c3s1s2s3)c4s5d6c1s4s5(s1c2s3s1s2c3)(d4d6c5)a3s1s2s3a2s1c2pzd6(s2c3c2s3)c4s5d1(s2s3c2c3)(d4d6c5)a3s2c3a3c2s3a25-4机器人运动机构简实验 实验1实验1、RBT-6T/S01S2、RBT-6T/S01S实验为： px 0T0A1A2A3A4A5An py （6-z pz 1za，y向矢量的方向从一个指尖指向另一个指尖，处于规定手爪方向上，称为方向矢o；最后一个矢量叫法线矢量n，它与o和矢量a一起构成一个右手矢量集合，并由矢量的叉乘所规定：noa。6-1表示了机器人变换矩阵0T4，它描述了末端连杆坐标系{4}相对基坐标系{0}的位姿，是机械手实验1、根据机器人坐标系的建立中得出的A矩阵，相乘后得到T矩阵，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6-1中；6-1机器人的正运动学的参参数计算公式6-2机器人的正运动学的输入和输出参6-1间学计6-3机器人的正运动学的参参数计算公式ny(s1c2c3s1s2s3)(c4c5c6s4s6)c1(s4c5c6c4s6)(s1c2s3s1s2c3nz(s2c3c2s3)(c4c5c6s4s6)(s2s3c2c3)s5ox(c1c2c3c1s2s3)(c4c5s6s4c6)s1(s4c5s6c4c6)(c1c2s3oy(s1c2c3s1s2s3)(c4c5s6s4c6)c1(s4c5s6c4c6)(s1c2s3s1s2s3oz(s2c3c2s3)(c4c5s6s4c6)(s2s3c2c3)s5ax(c1c2c3c1s2s3)c4s5s1s4s5(c1c2s3c1s2c3)ay(s1c2c3s1s2s3)c4s5c1s4s5(s1c2s3s1s2c3)az(s2c3c2s3)c4s5(s2s3c2c3)pxd6(c1c2c3c1s2s3)c4s5d6s1s4s5(c1c2s3c1s2c3)(d4d6c5a3c1c2c3a3c1s2s3机思题实验 实验1实验实验灵活（工作）可达（工作）求解机器人的过程如下：求解的变量为1,2,3,4,5,6 pxn

py

pz

1pxd6axc1(d4s23a3c23a2c2 （7-pyd6ays1d4s23a3c23a2c2 （7-pzd6azd4c23a3s23a2s2 根据上述已知条件求出相应的变量1,2,3,4,5,S23S2C3S3C2C23C2C3S2实验7-1机器人的逆运动学求关节变量求解公式7-2机器人的逆运动学的输入和输7-1间学计算界11:由已知（7-17-2 1arctg1[(pday)/(p 123px1pxd6axc1(d4s23a3c23a2c2py1pyd6ays1(d4s23a3c23a2c2pz1pzd6azd1d4c23a3s23a2Mp2p2p2a2a2d22aacds 3 4NacdsMa2a2d23 4 由倍角公式sin22tg/(1tg2 (Natg22)2dtg(2)N tg(/2)[d(d2a2N2)1/2]/(Na 即 2arctg (d2a2N2)1/2]/(Na332

4 3 2由(p2p2)1/2ds a p2 4 3 2 4 3 4 3 tg2[(p2p2)1/2(dca