工业机器人实验指导书是面向学习工业机器人技术的学生而编写的实验教程，旨在加深学生对于工业机器人组成的理解、掌握其功能、控制方法和编程技巧，并进一步了解工业机器人在智能制造、数字化柔性制造系统中的应用。本指导书的内容深入浅出，结合了实际的工业机器人操作和实验，帮助学生在实际操作中深化理论知识的理解，增强解决实际工程问题的能力。 一、实验目的 1. 熟悉工业机器人组成、功能及控制方法：要求学生首先了解工业机器人的基本组成，包括机械结构、电气系统、控制系统等。掌握其基本功能，包括自动化作业、搬运、装配等。学习对工业机器人进行基本的控制，如启停控制、速度控制和路径规划等。 2. 熟悉工业机器人控制编程方法：在理解机器人基本控制的基础上，进一步学习如何通过编程实现对机器人的精确控制。了解常用的机器人编程语言和编程环境，例如示教再现编程、结构化文本编程等。 3. 了解工业机器人多机协同的原理与设计原理：研究和掌握多台机器人协同工作时的控制逻辑和通信机制，以及如何设计实现这样的协同系统。 4. 认识传感器在工业机器人及智能制造中的应用：学习传感器的种类及其在机器人系统中的作用，例如用于位置检测、物体识别等。 5. 认知工业机器人柔性制造系统的架构、功能及操作方法：了解柔性制造系统的设计理念，及其在工业生产中的应用。 6. 理解工业4.0的内涵：研究工业4.0理念下智能制造的发展趋势，以及工业机器人在工业4.0中的地位和作用。 7. 熟悉对六自由度串联机器人进行示教编程与再现：掌握六自由度串联机器人编程的基础知识，如示教点设置、路径规划、再现操作等。 8. 掌握六自由度串联机器人的空间运动学的计算：学习如何计算机器人末端执行器在三维空间中的运动轨迹，这涉及到机器人学、运动学和动力学等基础理论。 二、实验内容 实验内容包括多个实验项目，每一个都旨在帮助学生达到实验目的中的特定技能点。 1. 可拆装模块化六自由度工业机器人演示与操作实验： - 通过模块化设计的六自由度机器人，让学生可以观察并操作机械臂，了解其组成和功能。 - 实验中将使用模块化机器人执行基本动作，如搬运、装配等，并进行示教编程，了解机器人的示教再现操作方法。 2. 双机协同工业机器人多功能实验平台演示实验： - 设计用于演示和学习双机器人协同工作的实验平台，了解协同工作的原理和设计方法。 3. 工业机器人数字化柔性制造系统演示实验： - 通过观察和操作数字化柔性制造系统，了解机器人在智能制造中的作用和应用。 在实验过程中，学生将学习到机器人技术参数的测量、模块化机器人的组合使用、光电传感器的使用方法、步进电机的控制等技能。通过这些实验，学生可以对工业机器人系统的设计、分析及控制方法有一个初步的掌握，并能在实际应用中进行扩展性设计。 工业机器人实验指导书是一套系统化的教学资料，不仅包含了机器人技术的基础理论知识，还着重于实际操作技能的训练，旨在培养学生的理论与实践相结合的能力。通过这些实验，学生能够更好地理解工业机器人在智能制造和工业4.0环境中的重要作用，并为将来在相关领域的工作打下坚实的基础。

自己刚学爱普生机器人编程，通过看资料，自己根据实际操作把机器人（四轴）如何建立工具tool纪录下来了

以SCARA机器人的运动轨迹为研究对象,借助Solid Works的草图功能进行凸轮机构的空间布局,同时根据SCARA机器人机械臂的运动规律,运用图解法进行凸轮机构轮廓设计,成功设计出2个具有相互影响关系的凸轮机构。最后通过运用Solid Works Motion分别对凸轮机构和SCARA机器人进行运动仿真,证明了凸轮机构的运动特性与SCARA机器人基本一致,满足性能要求。

在当今工业自动化领域，工业机器人的设计和应用是一个关键的技术领域。工业机器人根据其自由度的不同，可以分为少自由度机器人和多自由度机器人。本文针对少自由度工业机器人的构型综合原理进行了详细阐述，提出了一个理论方法来设计满足特定工作要求的工业机器人机构。 少自由度工业机器人指的是自由度少于六的工业机器人。这种机器人无法实现完全的空间位置定位和姿态调整，但是针对一些特定的应用，如弧焊、点焊、喷涂、搬运和涂胶作业等，已经能够满足工作要求。少自由度工业机器人相比于六自由度甚至具有冗余自由度的机器人，在构型设计和控制方面具有显著的优势。然而，工业机器人的构型综合通常依赖于经验设计，并辅以不断的试验和改进，缺乏普遍适用的理论方法。 为了解决这一问题，本文提出了少自由度工业机器人构型综合的理论方法。该方法首先基于给定的工作要求，研究分析期望机构的自由度类型。然后，通过分析约束螺旋系与几何条件，得到机构中运动副螺旋与约束螺旋系的关系。接着，结合构型约束的几何条件并考虑机构控制等方面的实际情况，对运动副螺旋进行线性组合，并验证机构的瞬时性，从而得到所期望自由度要求的机构构型。 文章中以自由度为2R3T的工业机器人作为实例来说明这一原理。2R3T代表着两个转动自由度和三个平移自由度。在描述这一构型综合原理时，作者详细介绍了机构在空间的多维运动，并用绝对坐标系下的自由度表示。在空间运动中，末端操作器的独立运动个数最多有六个，包括沿三个坐标轴的平移和绕三个坐标轴的转动。 文中还定义了机构自由度运动的标准基，将其用螺旋表示，并详细说明了如何根据少自由度工业机器人自由度的性质，结合约束螺旋系的分类，将少自由度串联机器人分为三大类12小类。表1展示了各种约束螺旋系与所对应的少自由度机构类型，这些分类和表征是构型设计的重要参考。 此外，文章还讨论了机构设计的约束条件，指出在构型设计的过程中，会存在各种约束，包括机构几何条件和实际运行中的控制需求。这些约束条件对于综合出满足期望自由度要求的工业机器人构型至关重要。 少自由度工业机器人构型综合原理的研究对于提高工业机器人的设计效率和质量具有重要的理论意义和实际应用价值。通过提出的一套理论方法，可以在给定工作要求的基础上，准确地分析期望机构的自由度类型，合理地进行机构构型设计，为工业机器人在特定领域的应用提供了新的思路和工具。

六轮机器人装配（月球车）.STEP.step

在IT行业中，六轴机器人是自动化技术的重要组成部分，特别是在制造业、物流、医疗等领域广泛应用。"最全六轴机器人STEP"这个主题可能指的是一个包含全面资料的压缩包，其中可能涵盖了六轴机器人的设计、编程、仿真以及与STEP标准相关的知识。 六轴机器人，又称为关节型机器人或工业机器人，因其具有六个独立的运动轴而得名。这些轴模拟了人手的运动，可以实现三维空间中的复杂动作。这种类型的机器人通常由电机驱动，通过减速机和精密的控制系统来确保精确的动作。 1. **六轴结构**：六轴机器人的第一个轴负责左右旋转，第二个轴负责俯仰运动，第三个轴负责偏航，第四个轴使手臂伸缩，第五个轴让手腕进行扭转，第六个轴使得手腕可以上下摆动，从而实现全方位的运动。 2. **控制系统**：六轴机器人的控制通常基于先进的计算机软件，如PLC（可编程逻辑控制器）或SCADA（监控与数据采集系统）。这些系统负责接收和解析指令，管理电机运动，并通过反馈机制确保精度。 3. **编程语言**：在六轴机器人的编程中，常用的语言有RAPID、KRL（KUKA机器人语言）、Ladder Logic等。这些语言允许工程师编写指令，定义机器人的动作序列、路径规划、速度和力度控制等。 4. **STEP标准**：STEP（Standard for the Exchange of Product model data）是ISO制定的一种产品数据交换标准，用于不同CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）和CAE（计算机辅助工程）系统之间交换3D模型数据。在六轴机器人的设计和仿真中，STEP标准可以确保模型在不同软件间的兼容性和一致性。 5. **仿真与测试**：在实际部署前，六轴机器人常在虚拟环境中进行仿真，测试其动作、路径规划和碰撞检测。这通常涉及使用软件如ABB RobotStudio、KUKA Sim Pro等进行仿真和优化。 6. **应用领域**：六轴机器人广泛应用于汽车制造、电子产品组装、焊接、包装、医疗设备操作等。它们可以提高生产效率，降低人工成本，同时在危险或高精度任务中发挥重要作用。 7. **安全措施**：六轴机器人操作的安全性至关重要，压缩包可能包含了关于安全围栏、安全传感器、急停按钮等安全设备的信息，以及如何设置和遵守安全规程。 8. **维护与故障排查**：学习六轴机器人还包括了解日常维护、故障诊断和排除方法，以确保机器人的稳定运行和长寿命。 这个"最全六轴机器人STEP"压缩包很可能包含了六轴机器人的详细设计图纸、仿真教程、编程实例、安全指南等内容，对于学习者来说是一个宝贵的资源。通过深入学习和实践，可以掌握六轴机器人的全方位知识，提升在相关领域的专业技能。

本文提出两种面向灾后搜救场景的分布式机器人探索算法，适用于通信受限环境。算法通过信号强度引导机器人移动，并利用信标标记已探索区域，确保在无稳定通信条件下实现环境全覆盖。滚动分散算法（RDA）支持多机器人并发探索，提升效率；扫掠探索算法（SEA）则适应化学或视距通信等极端受限场景，虽一次仅一机行动，但消息开销极低。两种算法均具备容错能力，可应对机器人或信标故障，保障探索完整性。理论证明其具备避免重复探索、防止无限循环、支持单机器人完成任务等特性。实验通过仿真与实物验证了算法有效性，尤其在结构化室内环境中表现良好。研究成果为灾难现场的自主探索提供了可靠、可扩展的多机器人协同方案。

### 西南交通大学人工智能专业机器人课程考试复习内容详解 #### 一、机器人概述 ##### 1.1 机器人学三定律 - **第一定律**：机器人不得伤害人类个体或者因不作为导致人类个体受到伤害。 - **第二定律**：机器人必须服从人类的命令，除非这些命令与第一定律相冲突。 - **第三定律**：机器人必须保护自己的存在，但这种保护不能与第一或第二定律相抵触。 ##### 1.2 机器人定义 - 机器人是一种能够被编程的自动机械电子装置，能够通过感知环境、识别对象、理解命令等方式自主完成任务。它具备记忆、学习、情感处理、逻辑判断和自我进化等功能。 ##### 1.3 机器人的三个发展阶段 - **第一代**：示教再现型，主要通过预先设定的动作序列进行操作。 - **第二代**：具备了基本的感觉能力，能够对外界环境做出反应。 - **第三代**：拥有更高级的感觉能力和独立判断能力，能够根据环境变化做出决策。 ##### 1.4 机器人的分类 - **按机械结构分类**：串联机器人和并联机器人。 - **按控制方式分类**：操作型、程序控制、示教再现型、数控型、感觉控制型、适应控制型和智能机器人等。 - **按运动形式分类**：直角坐标系、圆柱坐标型、球坐标型、平面双关节型和关节型机器人。 - **按作业空间分类**：室内/室外移动机器人、水下机器人、空间机器人等。 - **按移动性分类**：不可移动式（固定式）、半移动式和移动式机器人。 - **按应用环境分类**：工业机器人和服务机器人两大类。 ##### 1.5 工业机器人的特点 - **可编程**：可根据不同任务需求重新编程。 - **拟人化**：机械结构上模仿人体部分结构，如手臂、手指等。 - **通用性**：适用于多种作业任务。 - **涉及学科广泛**：集成了机械学、微电子学、计算机科学等多个领域的知识和技术。 ##### 1.6 特种机器人的分类 - **空间机器人**：用于太空探索和维护。 - **军用机器人**：应用于军事领域。 - **医用机器人**：辅助医生进行手术等医疗活动。 - **服务机器人**：提供家庭清洁、餐饮服务等。 - **农业机器人**：用于农田管理、收获等。 - **水下机器人**：执行海底探测、维修等工作。 - **警用机器人**：用于执法、救援等。 ##### 1.7 机器人的组成与构型 - **机械结构**：包括手部、腕部、臂部等。 - **驱动装置**：包括驱动源、传动机构等。 - **感知反馈系统**：包括内部和外部传感器。 - **控制系统**：包括处理器和伺服控制器等。 - **典型构型**：直角坐标型、圆柱坐标型、极坐标型、关节坐标型、并联机器人等。 ##### 1.8 机器人的发展趋势 - **高性能**：更高的精度和负载能力。 - **模块化**：易于组装和维护。 - **可重构**：灵活适应不同任务需求。 - **智能化**：更强的自主学习和决策能力。 - **柔性化**：更加安全地与人互动。 - **网络化**：实现远程控制和数据共享。 - **多传感器融合**：集成多种传感器以提高感知能力。 #### 二、工业机器人的机械结构 ##### 2.1 工业机器人的工作负荷和范围 - **大型机器人**：负荷为1~10000N，工作空间为10m³以上。 - **中型机器人**：负荷为100~1000N，工作空间为1~10m³。 - **小型机器人**：负荷为1~100N，工作空间为0.1~1m³。 - **超小型机器人**：负荷小于1N，工作空间小于0.1m³。 ##### 2.2 技术参数 - **自由度**：指机器人能够独立运动的维度数。一般情况下，一个刚体在三维空间中有六个自由度。 - **运动轴**：包括主轴（基本轴）和次轴（腕部轴），分别用于保证机器人到达工作空间中的任意位置和实现任意空间姿态。 - **作业范围**：表示机器人末端参考点所能达到的所有点的集合。 - **额定速度**：机器人在保持平稳性和位置精度的前提下所能达到的最大速度。 - **承载能力**：指机器人在工作范围内的任何位置所能承受的最大负载，受速度和加速度的影响。 #### 三、机器人运动学 ##### 3.1 介绍 机器人运动学研究的是机器人关节空间与末端执行器的空间位置之间的关系，是机器人设计和控制的基础。 #### 五、机器人驱动系统 ##### 5.1 定义 机器人驱动系统是直接驱使机器人各运动部件动作的机构，对机器人的性能有着重要影响。 ##### 5.2 工业机器人驱动系统的要求 - **质量轻**：单位质量的输出功率和效率高。 - **反应速度快**：能够快速启动、制动和改变方向。 - **驱动灵活**：位移偏差和速度偏差小。 - **安全可靠**：无污染，噪声低。 西南交通大学的人工智能专业机器人课程涵盖了机器人的基本概念、分类、发展趋势、机械结构和技术参数等多个方面。学生需要全面掌握这些知识点，以便更好地理解和应对实际应用中的挑战。

# 基于ROS和Gazebo的全向轮机器人模拟 ## 项目简介 这是一个基于ROS（机器人操作系统）和Gazebo的机器人模拟项目，主要目标是模拟全向轮机器人在不同环境下的运动表现。该项目可用于机器人运动规划、测试和控制等任务，有助于加快机器人开发进程，降低实际测试成本。 ## 项目的主要特性和功能 1. 全向轮机器人建模通过SolidWorks等建模软件创建全向轮机器人模型，并将其导入到ROS环境中。 2. 机器人模拟在Gazebo仿真环境中，模拟全向轮机器人在不同环境下的运动，包括平坦地面、坡道、楼梯等。 3. 控制器配置配置机器人的控制器参数，包括关节速度控制器、路径规划器等，以实现机器人的精确运动控制。 4. 传感器模拟模拟机器人的各种传感器，如距离传感器、角度传感器等，以实现对机器人环境的感知。 5. 数据可视化通过ROS的rviz工具，实时显示机器人的运动状态、环境感知等信息，方便开发者进行调试和分析。 ## 安装和使用步骤

在机器人技术领域，控制器局域网络（CAN）总线是一种有效的通信方式，它广泛应用于车辆电子系统中的微控制器和设备之间。CAN分析仪是一种专门用于检测和分析CAN总线数据的工具。本资料涉及的是Linux版的can分析仪，由创芯科技研发，它能够通过机器人操作系统（ROS）来控制机器人底盘的电机运动。ROS是一种灵活的框架，专为机器人应用设计，具有强大的硬件抽象、底层设备控制、常用功能实现以及消息传递和包管理。 本套资料包含了控制机器人底盘电机运动的详细资料以及相关的源代码，涉及的编程语言主要是C++。C++因其性能优秀和对硬件操作的强大能力，在机器人控制软件开发中占据了重要的地位。通过这套资料和源码的学习，开发者可以了解到如何使用CAN分析仪在Linux环境下，通过ROS来实现对机器人底盘电机的精确控制。 这份资料的亮点在于将CAN分析仪的应用、ROS的使用以及C++编程结合起来，为机器人开发者提供了一套完整的解决方案。无论是新手还是有经验的工程师，都可以从这份资料中获益，了解如何在Linux环境下利用ROS实现机器人底盘电机的控制。而且，通过分析源代码，开发者能够深入理解底层的控制逻辑和通信机制。 在实际应用中，机器人底盘电机的控制需要精确和实时的响应。利用CAN总线进行通信，可以确保数据传输的高效性和可靠性。同时，ROS提供的各种工具和算法库可以帮助开发者更好地实现复杂的任务，比如路径规划、避障和动态导航等。而源代码的开放则为开发者提供了定制和优化的可能性，使其能够根据具体的硬件和应用场景进行调整。 本套资料不仅是一份实用的参考资料，更是一份深入的机器人控制实践教程。它将CAN分析仪、ROS和C++编程相结合，为机器人底盘电机控制的实现提供了一站式的解决方案。通过研究和应用这份资料，开发者将能更加深入地掌握机器人开发的核心技术。