機器人學(xué)三定律

1、機器人學(xué)三定律1， 機器人不得傷害人或由于故障而使人遭受不幸；也不得見人受到傷害而袖手旁觀2， 機器人應(yīng)執(zhí)行人們所下達的指令，除非這些指令與第一定律相矛盾； 3，機器人應(yīng)能保護自己的生存，只要這種防護行為不與第一或第二定律相矛盾。 機器人研究領(lǐng)域 ,1、傳感器與感知系統(tǒng)2 .驅(qū)動、建模與控制3 自動規(guī)劃與調(diào)度4. 計算機系統(tǒng)機器人分類 按技術(shù)級別分： 第一代工業(yè)機器人：主要是示教再現(xiàn)控制的操作機器人。 第二代工業(yè)機器人：具有感受功能的工業(yè)機器人。包括具有光覺、視覺、觸覺、聲 覺等。第三代工業(yè)機器人：指智能化的高級機器人。按坐標系統(tǒng)來分： 直角坐標型：只具有移動關(guān)節(jié)。 圓柱坐標型：具有一個轉(zhuǎn)動關(guān)

2、節(jié)、其余為移動關(guān)節(jié)的機器人。 球坐標型：具有兩個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、其余為移動關(guān)節(jié)的機器人。 關(guān)節(jié)型：具有三個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的機器人。按受控方式分： 點位控制型、連續(xù)控制型 按驅(qū)動方式分液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電氣驅(qū)動等2.1 相關(guān)術(shù)語1關(guān)節(jié)(Joint):即運動副，允許機器人手臂各零件之間發(fā)生相對運動的機構(gòu)。2、連桿( Link )：機器人手臂上被相鄰兩關(guān)節(jié)分開的部分。3、剛度(Stiffness):機身或臂部在外力作用下抵抗變形的能力。它是用外力和在外力作用 方向上的變形量(位移)之比來度量。4、自由度( Degree of freedom) ：或者稱坐標軸數(shù)，是指描述物體運動所需要的獨立坐標 數(shù)。手指的開、

3、合，以及手指關(guān)節(jié)的自由度一般不包括在內(nèi)。5、工作速度：指機器人在工作載荷下，勻速運動過程中，機械接口中心或工具中心點在單 位時間內(nèi)所移動的距離或轉(zhuǎn)動的角度。6、工作載荷：機器人在規(guī)定的性能范圍內(nèi)，機械接口處能承受的最大負載量(包括手部) 用質(zhì)量、力矩、慣性矩來表示。7、定位精度(Positioning accuracy):指機器人末端參考點實際到達的位置與所需要到達的 理想位置之間的差距。8重復(fù)性(Repeatability)或重復(fù)精度：在相同的位置指令下，機器人若干次運動軌跡之間的誤差度量，如果機器人重復(fù)執(zhí)行某位置給定指令，他每次走過的距離并不相同，而是 在某一平均值附近變化，該平均值代表精

4、度，而變化的幅度代表重復(fù)精度。9、工作空間(Working space):機器人手腕參考點或末端操作器安裝點(不包括末端操作 器)所能到達的所有空間區(qū)域，一般不包括末端操作器本身所能到達的區(qū)域。運動簡圖H9j-it vffrnsmvit簡單地說，機器人的原理就是模仿人的各種肢體 m度，機器人可以通過如下四種方式來達到這一手把手”兩種方式教機械手如何動作，控制器將 示教過程記憶下來，然后機器人就按照記憶周而復(fù)始地重復(fù)示教動作，如噴涂機器人。1- !： . I r-j!肇2、可編程控制”方式：工作人員事先根據(jù)機器人的工作任務(wù)和運動軌跡編制控制程序，然 后將控制程序輸入給機器人的控制器，起動控制程序

5、，機器人就按照程序所規(guī)定的動作一步一步地去完成，如果任務(wù)變更，只要修改或重新編寫控制程序，非常靈活方便。大多數(shù)工業(yè) 機器人都是按照前兩種方式工作的。3、遙控”方式：由人用有線或無線遙控器控制機器人在人難以到達或危險的場所完成某項 任務(wù)。如防暴排險機器人、軍用機器人、在有核輻射和化學(xué)污染環(huán)境工作的機器人等。4、自主控制”方式：是機器人控制中最高級、最復(fù)雜的控制方式，它要求機器人在復(fù)雜的 非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中具有識別環(huán)境和自主決策能力，也就是要具有人的某些智能行為。控制（Control ）示教-再現(xiàn) 即分為示教-存儲-再現(xiàn) -操作四步進行。示教：方式有兩種：（1）直接示教手把手；（2）間接示教示教盒控制

6、。存儲：保存示教信息。再現(xiàn)：根據(jù)需要，讀出存儲的示教信息向機器人發(fā)出重復(fù)動作的命令。位置控制1點位控制一PTP :只考慮起始點和目的點的位置，而不考慮兩點之間的移動路徑的控制 方式，適用于上下料、點焊、搬運等；2、連續(xù)路徑控制-CP :不但要求機器人以一定的精度到達目標點，而且對其移動的軌跡形 式有一定精度范圍的要求。什么是控制簡單地說，控制就是為了達到一定目的而實行的適當(dāng)操作。超聲波傳感器主要用途：（1）實時地檢測自身所處空間的位置，用以進行自定位；（2）實時地檢測障礙物，為行動決策提供依據(jù)；（3）檢測目標姿態(tài)以及進行簡單形體的識別；（4）用于導(dǎo)航目標跟蹤。 氣動馬達的特點和應(yīng)用工作安全，具

7、有防爆性能，環(huán)境適應(yīng)性強 ; 可長期滿載工作，而溫升較小 ;功率范圍及轉(zhuǎn)速范圍均較寬 ; 具有較高的啟動轉(zhuǎn)矩，啟動、停止迅速 ; 結(jié)構(gòu)簡單，操縱方便，維修容易，成本低 ; 但是，速度穩(wěn)定性差。輸出功率小，效率低，耗氣量大，噪聲大，容易產(chǎn)生振動 主要應(yīng)用于礦山機械、專業(yè)性的機械制造、油田、化工、造紙、煉鋼、船舶、航空、 工程機械等行業(yè)。步進電動機的工作原理與特點原理： 步進電機是利用電磁鐵原理 ,將脈沖信號 轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機。每來一個電 脈沖，電機轉(zhuǎn)動一個角度，帶動機械移動一小段距離。特點： （1）來一個脈沖，轉(zhuǎn)一個步距角。（2）控制脈沖頻率，可控制電機轉(zhuǎn)速。（3）改變脈沖順序，改變轉(zhuǎn)

8、動方向。（4）角位移量或線位移量與電脈沖數(shù)成正比.步進電機的工作方式可分為：三相單三拍、三相單雙六拍、三相雙三拍等。 步進電機有如下特點：給步進脈沖電機就轉(zhuǎn)，不給步進脈沖電機就不轉(zhuǎn)； 步進脈沖頻率高，步進電機轉(zhuǎn)得快；步進脈沖頻率低，步進電機轉(zhuǎn)得就慢； 改變各相的通電方式（叫脈沖分配）可以改變步進電機的運行方式； 改變通電順序，可以控制步進電機的正、反轉(zhuǎn) 。產(chǎn)生步進脈沖的子程序。SUB：SETB P3 0SETBP30 ;保證輸出高電平的時間 >5卩SETBP30CLRP30;變?yōu)榈碗娖組OVR7，30HLOOP：NOP;軟件延時程序：NOP；基本延時（10卩SX時間常數(shù)）NOPsDJNZ

9、 R7,LOOPRET時間常數(shù)事先可裝入30H 單元，改變 30H 單元的內(nèi)容就可改變延時長短P3.0輸出脈沖波形 為什么步進電機功率驅(qū)動電路采用光電隔離？步進電機功率驅(qū)動電路工作在較大脈沖電流狀態(tài)， 采用光電耦合器將單片機與步進電 機隔離可以避免單片機與步進電機功率回路的共地干擾，此外， 萬一驅(qū)動電路發(fā)生故障。 也不致讓功放中較高的電壓串入單片機而使其損壞。怎樣用軟件完成脈沖分配呢？所謂脈沖分配就是用軟件改變 P1 口低三位的輸出值，進而達到控制三相繞組的通電順序和通電方式之目的。在控制字間也應(yīng)加入軟件延時來保證一定的時間間隔。假定要求時間間隔為1ms，控制電機按三相三拍正轉(zhuǎn)的程序是：ZHEN：MOVP1，01H； A 相通電ACALLD1MSMOVP1，02H； B 相通電ACALLD1MSMOVP1， 40H；C 相通電ACALLD1MSRETD1MS ：MOVR7，64H；延時 1ms 子程序D1MS1:NOP；2卩sNOP；2卩sNOP；2卩sDJNZR7，D1MSl；4卩sRET