生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告

1、48/48生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告姓名： 同組員：班級(jí)： 102103學(xué)號(hào)： 1002103指導(dǎo)教師：謝瑋 生產(chǎn)實(shí)習(xí)的任務(wù)及要求：1、目的：本次實(shí)習(xí)從業(yè)務(wù)層面來(lái)講，確實(shí)是以機(jī)器人設(shè)計(jì)平臺(tái)為載體，使學(xué)生熟悉自動(dòng)化設(shè)備的開(kāi)發(fā)、安裝和調(diào)試方法；了解典型的自控元器件的使用和選型原則、設(shè)計(jì)原則以及系統(tǒng)綜合集成方法；了解基于機(jī)械手、氣缸和PLC平臺(tái)組成的自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法、工作原理和生產(chǎn)流程，使學(xué)生開(kāi)闊眼界，拓寬知識(shí)面，為學(xué)好專業(yè)課積存必要的感性知識(shí)，為今后從事自動(dòng)化行業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和故障診斷等工作打下有力的基礎(chǔ)。2、內(nèi)容：本次試驗(yàn)具體要完成以下幾個(gè)任務(wù)：（1）熟悉機(jī)器蛇的運(yùn)行狀態(tài)和動(dòng)力學(xué)原理；（

2、2）熟悉基于行為的機(jī)器人系統(tǒng)系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方法；（3）熟悉機(jī)器人常用的幾種傳感器的感知信息采集方法；（4）熟悉構(gòu)建智能機(jī)器人系統(tǒng)的差不多構(gòu)件舵機(jī)的設(shè)計(jì)原理、使用方法和調(diào)試方法。（5）掌握利用開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)所提供的機(jī)構(gòu)配件，手工組裝蛇形機(jī)器人的方法，充分訓(xùn)練動(dòng)手能力和空間想象能力。（6）熟悉基于行為的機(jī)器人系統(tǒng)系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方法；（7）掌握蛇形機(jī)器人的調(diào)試方法，熟悉相關(guān)的編程環(huán)境和下載工具，同時(shí)能在此基礎(chǔ)上，結(jié)合傳感信息進(jìn)行閉環(huán)操縱；通過(guò)本次項(xiàng)目的訓(xùn)練，結(jié)合自己所學(xué)知識(shí)，總結(jié)分布式操縱系統(tǒng)的構(gòu)建和編程方法。 報(bào)告一 舵機(jī)的實(shí)驗(yàn)一、舵機(jī)：ProMOTION CDS系列機(jī)器人舵機(jī)屬于一種集電機(jī)、伺服

3、驅(qū)動(dòng)、總線式通訊接口為一體的集成伺服單元，要緊用于微型機(jī)器人的關(guān)節(jié)、輪子、履帶驅(qū)動(dòng)，也可用于其他簡(jiǎn)單位置操縱場(chǎng)合。 CDS5500系列的通訊指令集開(kāi)放，通過(guò)異步串行接口與用戶的上位機(jī)(操縱器或 PC機(jī))通訊，您可對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、功能操縱。通過(guò)異步串行接口發(fā)送指令，能夠設(shè)置為電機(jī)操縱模式或位置操縱模式。二、通過(guò)調(diào)試器操縱電機(jī)1、原理圖圖12、實(shí)驗(yàn)步驟（1）按照?qǐng)D3-3連接硬件，實(shí)驗(yàn)配置有PC機(jī)、調(diào)試器、兩個(gè)舵機(jī)、電源供電模塊和USB轉(zhuǎn)串口線。（2）將這些硬件按照老師的指導(dǎo)和圖1連接起來(lái)。（3）將USB轉(zhuǎn)串口線插到PC機(jī)的USB口上，會(huì)提示硬件設(shè)備的安裝，安裝程序名為“UP-AVRISP驅(qū)動(dòng)”。

4、程序安裝好后，會(huì)在PC機(jī)種虛擬一個(gè)串口，需要記下那個(gè)串口號(hào)。（4）打開(kāi)“RobotServoTerminal02_Setup”調(diào)試軟件。填入從（3）中得到的串口號(hào)，點(diǎn)擊“open”按鈕，調(diào)試軟件會(huì)自動(dòng)搜索到所連舵機(jī)的ID號(hào)，隨后我們就可點(diǎn)擊右邊的調(diào)試菜單對(duì)舵機(jī)進(jìn)行調(diào)試實(shí)驗(yàn)。注意調(diào)試器上有三個(gè)指示燈，通過(guò)左下角的按鈕開(kāi)關(guān)能夠進(jìn)行切換，現(xiàn)在應(yīng)該切到SERVO的模式。 隨后點(diǎn)擊“Stop”進(jìn)入調(diào)試界面。 （5）在調(diào)試界面中，點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕，則舵機(jī)會(huì)實(shí)時(shí)的跟隨其運(yùn)動(dòng)。在“Observe”菜單中，還會(huì)觀看到舵機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行波形。 （6）在“Display”菜單中，設(shè)置兩個(gè)舵機(jī)進(jìn)行隨動(dòng)，進(jìn)行調(diào)試。三、注意事

5、項(xiàng)假如要連接兩個(gè)以上的舵機(jī)，每個(gè)舵機(jī)的ID號(hào)必須不同，可用機(jī)器人舵機(jī)調(diào)試系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置；注意調(diào)試器上有三個(gè)指示燈，通過(guò)左下角的按鈕開(kāi)關(guān)能夠進(jìn)行切換，現(xiàn)在應(yīng)該切到SERVO的模式四、問(wèn)題討論1、依照同學(xué)們往常所學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)積存，假如讓你來(lái)設(shè)計(jì)舵機(jī)，它里邊的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是如何樣的？答：是一種具有閉環(huán)操縱系統(tǒng)的機(jī)電結(jié)構(gòu)，首先要有同意操縱器發(fā)出的信號(hào)的電路板，然后有同意電路板處理的信號(hào)的馬達(dá)，然后還有傳遞動(dòng)力的減速器，還有檢測(cè)位置的傳感器。2、請(qǐng)用所學(xué)的自控理論來(lái)講明，CDS5500系列的舵機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)位置（角度）閉環(huán)操縱的，為使系統(tǒng)穩(wěn)定，需要什么樣的操縱算法。答：舵機(jī)事實(shí)上確實(shí)是一個(gè)閉環(huán)操縱系統(tǒng)，在反饋的

6、為直接一個(gè)檢測(cè)位置或者角度的傳感器，檢測(cè)到的信號(hào)反饋給舵機(jī)內(nèi)部的單片機(jī)，單片機(jī)發(fā)出的操縱信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的位置或者角度被傳感器同意，從而實(shí)現(xiàn)位置或者角度的閉環(huán)操縱。操縱算法為PID算法。3、在平常的課程設(shè)計(jì)或者參加的電子大賽中，你們有沒(méi)有用過(guò)舵機(jī)，請(qǐng)講出你用的舵機(jī)的型號(hào)和操縱方式。假如沒(méi)有用過(guò)，請(qǐng)查閱相關(guān)資料，熟悉幾種常用的舵機(jī)及應(yīng)用方式。答：在做智能小車時(shí)用過(guò)舵機(jī)。常用Futaba、JR、FET、Hitec、Sanwa系列舵機(jī)。應(yīng)用方式為，首先給舵機(jī)供5v的直流電源，信號(hào)端接幅值為5v，頻率為50HZ的PWM波，改變PWM波占空比，即可調(diào)整舵機(jī)角度。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)?/p>

7、構(gòu)建機(jī)器人關(guān)節(jié)最重要的部件舵機(jī)的原理、操縱方式以及如何使用進(jìn)行初步認(rèn)識(shí)，為下一步的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。報(bào)告二 基于AVR單片機(jī)的操縱器開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)一、MultiFLEX2-AVR操縱器1、MultiFLEX2-AVR操縱器是一款小型機(jī)器人通用操縱器。操縱器采納 AVR系列 ATmega128單片機(jī)作為主處理器。ATmega128能夠運(yùn)行在 16MHz的頻率下，關(guān)于輕量級(jí)的自動(dòng)操縱系統(tǒng)而言有足夠的數(shù)據(jù)處理能力。MultiFLEX2-AVR操縱器能夠處理 IO、 AD和總線數(shù)據(jù)，操縱 R/C舵機(jī)、數(shù)字舵機(jī)，MultiFLEX2-AVR操縱器功能高度集成，使用配套的圖形化集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 NorthStar，

8、是構(gòu)建小型機(jī)器人的最佳選擇。我們?yōu)?MultiFLEX2-AVR操縱器編寫了功能完善的服務(wù)程序模板，并將所有功能函數(shù)做了封裝，提供方便調(diào)用的 API接口，假如您熟悉 C語(yǔ)言，就能夠直接調(diào)用這些函數(shù)接口編寫程序，不用費(fèi)心編寫調(diào)試單片機(jī)底層程序，將注意力放在機(jī)器人上層操縱算法上。MultiFLEX2-AVR操縱器的要緊配置：主處理器：ATmega12816MHz，協(xié)處理器：ATmega816MHz； 6個(gè)機(jī)器人舵機(jī)接口，完全兼容 Robotis Dynamixel AX12+； 8個(gè) R/C舵機(jī)接口； 12個(gè) TTL電平的雙向 I/O口，GND/VCC/SIG三線制； 8個(gè) AD轉(zhuǎn)換器接口（0-5

9、V）； 2個(gè) RS-422總線接口(可掛接 1-127個(gè) 422設(shè)備)； 1個(gè)無(wú)源蜂鳴器； 通過(guò) RS-232與上位機(jī)通訊，可選無(wú)線通訊模組； 使用 USB接口的 AVR-ISP下載調(diào)試器。2、MultiFLEX2-AVR操縱器的電氣接口圖 圖2MultiFLEXTM2AVR操縱器實(shí)驗(yàn)預(yù)備工作安裝 NorthSTAR開(kāi)發(fā)環(huán)境連接Up-Debugger調(diào)試器連接操縱器、調(diào)試器和PC機(jī)NorthSTAR開(kāi)發(fā)過(guò)程實(shí)驗(yàn)建立工程（2）編譯下載（3）總結(jié)：那個(gè)實(shí)例介紹了 NorthSTAR對(duì) MultiFLEX2-AVR操縱器進(jìn)行開(kāi)發(fā)的過(guò)程，不論多復(fù)雜的程序，都需要走那個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程。3、I/O口讀取實(shí)驗(yàn)在那

10、個(gè)實(shí)驗(yàn)里，將用一個(gè)觸碰開(kāi)關(guān)去操縱一個(gè) LED的亮滅，完成一個(gè)依照 IO輸入來(lái)操縱 IO輸出的功能。將一個(gè) LED連接到 IO0，再將一個(gè)觸碰開(kāi)關(guān)連接到 IO1。操縱器通過(guò) UP-Debugger調(diào)試器連接到 PC機(jī)，打開(kāi)操縱器電源。（1）新建工程新建一個(gè)工程，并進(jìn)行相應(yīng)的初始化工作，并進(jìn)行邏輯推斷，正確連接所有控件、繪制程序流程圖，以保證最終實(shí)驗(yàn)的可靠實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。圖3 操縱程序（2）下載運(yùn)行點(diǎn)擊工具欄的“編譯”，等待程序編譯結(jié)束。若未出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，點(diǎn)擊“下載”將編譯結(jié)束后的程序下載到操縱器上。下載結(jié)束后程序?qū)?huì)自動(dòng)運(yùn)行?，F(xiàn)在會(huì)看到程序啟動(dòng)后，連接在 IO0上的 LED點(diǎn)亮了。按下 IO1

11、上的觸碰開(kāi)關(guān)，能夠看到 LED滅掉，松開(kāi)觸碰開(kāi)關(guān)，LED再次亮起。（3）總結(jié)在個(gè)實(shí)驗(yàn)里，通過(guò) MultiFLEX2-AVR操縱器的 IO端口獵取了一個(gè)開(kāi)關(guān)量的輸入，同時(shí)輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量操縱 LED的亮滅。 4、A/D接口實(shí)驗(yàn) 在那個(gè)實(shí)驗(yàn)里，練習(xí)操縱器AD接口的操作，具體使用一個(gè)紅外測(cè)距傳感器操縱一個(gè)數(shù)字舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)紅外探測(cè)器獵取的距離值大小來(lái)操縱舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。那個(gè)實(shí)驗(yàn)里，需要將一個(gè) AD量的紅外測(cè)距傳感器，一個(gè) CDS55系列舵機(jī)。連接紅外傳感器到操縱器的 AD0接口。將舵機(jī) ID設(shè)置為 1，連接到操縱器的 Robot Servo舵機(jī)接口上。將操縱器和 PC機(jī)用 UP-Debugger調(diào)試

12、器連接起來(lái)，打開(kāi)操縱器電源。建立工程新建工程，依照要實(shí)現(xiàn)功能，選擇相關(guān)控件，正確進(jìn)行邏輯推斷，流程圖如圖3所示。圖4 操縱程序（2）下載運(yùn)行點(diǎn)擊工具欄的“編譯”，等待程序編譯結(jié)束。若未出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，點(diǎn)擊“下載”將編譯結(jié)束后的程序下載到操縱器上。下載后程序即開(kāi)始運(yùn)行。程序啟動(dòng)后，舵機(jī)會(huì)輕微的轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，假如未出現(xiàn)那個(gè)現(xiàn)象，可用手輕輕擰動(dòng)舵機(jī)的舵盤，假如舵盤角度位置鎖死，也是程序啟動(dòng)的表現(xiàn)。接下來(lái)，將連接在 AD0的紅外測(cè)距傳感器對(duì)準(zhǔn)一個(gè)平面，緩慢的拉遠(yuǎn)或推近，觀看舵機(jī)轉(zhuǎn)角是否跟隨變化。（3）總結(jié)在個(gè)實(shí)驗(yàn)里，通過(guò) MultiFLEX2-AVR操縱器的 AD端口獵取了一個(gè)模擬量的輸入，同時(shí)輸出一個(gè)

13、舵機(jī)角度以觀看獵取值的大小變化。5、操縱器對(duì)舵機(jī)的操縱實(shí)驗(yàn) 在那個(gè)實(shí)驗(yàn)里，需要用到兩個(gè)舵機(jī)，讓其中一個(gè)舵機(jī)工作在 Servo模式，按一定的周期在兩個(gè)固定角度之間來(lái)回?cái)[動(dòng)；而另一個(gè)舵機(jī)工作在 Motor模式，按同樣的周期在正反兩個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)。預(yù)備兩只舵機(jī)，ID號(hào)分不設(shè)置為 1和 2，并將其連接到操縱器面板的 Robot Servo的任意一個(gè)數(shù)字舵機(jī)插座上。將操縱器通過(guò) UP-Debugger調(diào)試器連接到 PC機(jī)上，打開(kāi)操縱器電源。（1）建立工程 新建工程，選擇控件，進(jìn)行邏輯連接，如圖4所示。圖5 操縱程序（2）下載運(yùn)行點(diǎn)擊工具欄的“編譯”，等待程序編譯結(jié)束。若未出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，點(diǎn)擊“下載”將編譯結(jié)

14、束后的程序下載到操縱器上。下載后程序即開(kāi)始運(yùn)行。程序啟動(dòng)后，ID為 1的舵機(jī)會(huì)先轉(zhuǎn)到一個(gè)角度（300），ID為 2的舵機(jī)會(huì)先以 300的速度正轉(zhuǎn)，停留 3秒之后 ID為 1的舵機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)到另一個(gè)角度（600），ID為 2的舵機(jī)會(huì)以-300的速度反轉(zhuǎn)，停留 3秒之后又回到第一狀態(tài)，如此反復(fù)。（3）總結(jié) 那個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了 MultiFLEX2-AVR操縱器的操縱兩個(gè)舵機(jī)工作在不同的模式下工作。三、問(wèn)題討論1、你平常都用過(guò)哪些單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，有沒(méi)有想過(guò)封裝成一個(gè)操縱器，軟硬件都結(jié)構(gòu)化？答：用過(guò)51、AVR單片機(jī)。想過(guò)將其封裝成一個(gè)軟硬件都結(jié)構(gòu)化的操縱器，其好處在于調(diào)用的時(shí)候方便快捷，易于編程，使編程簡(jiǎn)單化，

15、程序更具有結(jié)構(gòu)性。2、假如讓你自己設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)操縱板，MCU的選擇不限，那如何樣設(shè)計(jì)操縱板與舵機(jī)之間的接口？請(qǐng)考慮圖5的連接方式是否有效？ 圖6單片機(jī)系統(tǒng)與CDS5500系列舵機(jī)的接口電路圖答：在接口電路部分使用光電耦合器件，用于增加整個(gè)操縱系統(tǒng)的抗干擾能力。 有效。其原理是單片機(jī)先通過(guò)串口確定舵機(jī)是ID是否是要操縱的舵機(jī)ID，假如是則發(fā)送操縱信號(hào)，如此更加節(jié)約IO口，實(shí)現(xiàn)了總線操縱。3、對(duì)比MorthSTAR的左邊圖形化界面，能否看明白右邊框里對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)化程序，關(guān)于單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)而言，如何實(shí)現(xiàn)軟件的模塊化？答：MorthSTAR邊框里對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)化程序與左邊圖形化界面是一一對(duì)應(yīng)的，每一個(gè)模塊

16、圖形都有一段程序與之對(duì)應(yīng)。軟件模塊化確實(shí)是講復(fù)雜的程序封裝成一個(gè)個(gè)子函數(shù)，用到時(shí)直接調(diào)用即可 4、假如不用NorthSTAR的編程環(huán)境，能否在AVR的編程環(huán)境中直接用C語(yǔ)言編寫程序，仍然在此操縱器上進(jìn)行下載和實(shí)驗(yàn)？答：能，NorthSTAR的流程圖編程與C語(yǔ)言編程是等效的。報(bào)告三 機(jī)器蛇的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一、蛇形機(jī)器人研究背景蛇形機(jī)器人由于其天生的多關(guān)節(jié)、多自由度，多冗余自由度，能夠有多種運(yùn)動(dòng)模式，能夠滿足在復(fù)雜環(huán)境中搜救、偵查、排除爆炸物等反恐任務(wù)；航空航天領(lǐng)域可用其作為行星表面探測(cè)器，軌道衛(wèi)星的柔性手臂；工業(yè)上則可應(yīng)用于多冗余度柔性機(jī)械手臂，管道機(jī)器人等方面。因此，蛇形機(jī)器人在戰(zhàn)場(chǎng)上掃雷，爆破，礦

17、井和廢墟中探測(cè)營(yíng)救，管道維修以及外行星地表探測(cè)等條件惡劣，且要求有高可靠性的領(lǐng)域有著寬敞的應(yīng)用前景。二、機(jī)器蛇的運(yùn)行機(jī)理 本項(xiàng)目從仿生學(xué)的角度，結(jié)合機(jī)器人動(dòng)力學(xué)和摩擦學(xué)等的相關(guān)理論，建立了基于行為操縱理論的蛇類運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，把蛇類生物的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)形式化解為局部的、簡(jiǎn)單的行波狀態(tài)，并以固定的相位差沿蛇體進(jìn)行傳播。在電路設(shè)計(jì)上采納“分布式底層運(yùn)動(dòng)操縱+高層中樞決策”的操縱邏輯，通過(guò)RS485通訊。上位機(jī)運(yùn)用基于AVR的單片機(jī)操縱，通過(guò)對(duì)總線的定時(shí)輪詢來(lái)操縱機(jī)器蛇的每個(gè)關(guān)節(jié)，完成先進(jìn)分布式操縱實(shí)驗(yàn)。 圖7機(jī)器蛇的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)驗(yàn)過(guò)程硬件連接（1）機(jī)器蛇的組裝據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，利用已給的機(jī)械結(jié)構(gòu)件組裝有四個(gè)舵機(jī)連接

18、成的機(jī)器蛇，如圖6所示。圖8機(jī)器蛇（2）將機(jī)器蛇和操縱器連接預(yù)備試驗(yàn)程序的下載2、程序編制步驟實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)一共需要機(jī)器蛇來(lái)完成四個(gè)動(dòng)作，當(dāng)機(jī)器蛇遇到障礙物時(shí)圍成一個(gè)圓圈，然后展開(kāi)；當(dāng)機(jī)器蛇沒(méi)有遇到障礙物時(shí)，則進(jìn)行S型的擺動(dòng)，同時(shí)圍成一個(gè)矩形和一個(gè)S的形狀（1）繪制程序流程圖機(jī)器蛇的操縱程序如圖7所示。圖9對(duì)舵機(jī)模塊的角度值進(jìn)行設(shè)置，第一個(gè)舵機(jī)模塊設(shè)置如圖8所示。圖10對(duì)舵機(jī)模塊的角度值進(jìn)行設(shè)置，第二個(gè)舵機(jī)模塊設(shè)置如圖9所示。圖11（2）程序編譯與下載電機(jī)工具欄的“編譯”，等待程序編譯結(jié)束并正確無(wú)誤后，點(diǎn)擊“下載”將編譯結(jié)束后的程序下載到操縱器上，下載后程序即開(kāi)始運(yùn)行。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：打開(kāi)操縱

19、器的開(kāi)關(guān)以后機(jī)器蛇進(jìn)行一系列的動(dòng)作，假如動(dòng)作不到位，能夠進(jìn)行舵機(jī)參數(shù)的調(diào)整。3、帶傳感器的閉環(huán)機(jī)器蛇操縱實(shí)驗(yàn)?zāi)康模荷咝喂羌苌霞右患t外接近傳感器（此傳感器為數(shù)字傳感器），實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單閉環(huán)操縱功能：當(dāng)有外物靠近蛇時(shí)，蛇靜止不動(dòng)；當(dāng)無(wú)外物遮擋時(shí)，蛇爬行。硬件如圖示圖12（2）繪制程序流程圖帶有紅外接近傳感器閉環(huán)機(jī)器蛇操縱的操縱程序如圖10所示。圖13其中部分模塊設(shè)置如下。圖14條件推斷模塊屬性圖15 數(shù)字輸入模塊屬性圖16變量模塊屬性（3）程序調(diào)試與下載電機(jī)工具欄的“編譯”，等待程序編譯結(jié)束并正確無(wú)誤后，點(diǎn)擊“下載”將編譯結(jié)束后的程序下載到操縱器上，下載后程序即開(kāi)始運(yùn)行。（4）結(jié)論：打開(kāi)操縱機(jī)器的開(kāi)關(guān)以

20、后，當(dāng)遇到障礙物時(shí)，機(jī)器蛇就靜止不動(dòng)，當(dāng)沒(méi)有障礙物時(shí)，機(jī)器蛇就進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。此實(shí)驗(yàn)在前邊的基礎(chǔ)上加入一個(gè)傳感器，也要引進(jìn)相應(yīng)的if推斷語(yǔ)句。四、問(wèn)題討論1、結(jié)合前面的試驗(yàn)，請(qǐng)考慮一下機(jī)器蛇整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，假如讓你獨(dú)立用單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)，請(qǐng)給出整體設(shè)計(jì)方案。答：首先進(jìn)行硬件的組裝，組裝完成以后進(jìn)行軟件的編程，在基于行為的機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)框架上，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通訊，通過(guò)對(duì)總線的定時(shí)輪詢來(lái)操縱機(jī)器蛇的每個(gè)關(guān)節(jié)，構(gòu)建先進(jìn)的分布式操縱系統(tǒng)。主操縱器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線給機(jī)器蛇的每個(gè)關(guān)節(jié)舵機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)指令來(lái)操縱機(jī)器蛇的運(yùn)動(dòng)。2、本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要緊是針對(duì)基于行為的機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，請(qǐng)查閱資料，詳細(xì)了解機(jī)器人系統(tǒng)

21、的設(shè)計(jì)還有那些方法？答：模糊PID操縱、自適應(yīng)操縱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)操縱、強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法操縱等。3、若將紅外接近傳感器換成測(cè)距傳感器(模擬傳感器)，實(shí)現(xiàn)如下功能：a正常情況下，恒速運(yùn)動(dòng)；b當(dāng)障礙物距離少于設(shè)定值M時(shí)，速度變慢；c當(dāng)障礙物距離小于設(shè)定值N時(shí)，靜止。該如何實(shí)現(xiàn)？答：具體實(shí)現(xiàn)如圖17所示圖17實(shí)驗(yàn)結(jié)果：編譯和下載號(hào)以后，打開(kāi)操縱器開(kāi)關(guān)，當(dāng)距離遠(yuǎn)的時(shí)候機(jī)器蛇運(yùn)動(dòng)的比較快，當(dāng)距離近的時(shí)候機(jī)器蛇運(yùn)動(dòng)的比較慢。實(shí)驗(yàn)拓展讓機(jī)器蛇能同時(shí)實(shí)現(xiàn)避障功能和測(cè)距功能試驗(yàn)程序如下：圖18報(bào)告四 直流電機(jī)的操縱實(shí)驗(yàn)電機(jī)講明：在電壓同意的范圍內(nèi)，直流電機(jī)的的轉(zhuǎn)速隨著電壓的升高而加快，若加上的電壓為負(fù)電壓，則電機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)B

22、DMC1203直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器使用1、電源要求：1）電源輸入范圍：+8V+16V 直流電源；2）能提供連續(xù)電流2 倍的瞬間電流過(guò)載能力；3）電壓要波動(dòng)不大于5。2、使用環(huán)境：1）保存溫度：075；2）使用溫度：085（以驅(qū)動(dòng)器表面散熱片溫度為準(zhǔn)）；3、負(fù)載要求： 1）驅(qū)動(dòng)器最大持續(xù)輸出電流3A； 2）驅(qū)動(dòng)器最大峰值輸出電流6A；3）驅(qū)動(dòng)器最高工作溫度85；4） 超負(fù)荷使用將是驅(qū)動(dòng)器快速升溫至最高工作溫度，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器的自愛(ài)護(hù)行為。4、操縱方式：半雙工異步串行總線指令協(xié)議操縱。使用MultiFlex操縱器接線方式1.MultiFlex操縱器機(jī)器人舵機(jī)接口定義如下圖所示：BDMC 右邊接口的R1 和R

23、3、R2 和R4 電氣定義是一樣的，用于多個(gè)BDMC1203 串接使用。BDMC1203 和MultiFlex操縱器的接線如下所示：注意事項(xiàng)BDMC1203 接線端子比較緊，在插接的時(shí)候注意不能以下操作，否則可能損害電容或散熱片等元件：BDMC1203的電源線線序，錯(cuò)誤的接線方式會(huì)燒毀驅(qū)動(dòng)器。4.問(wèn)題討論 假如讓你獨(dú)立那個(gè)驅(qū)動(dòng)器和直流電機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)地面移動(dòng)機(jī)器人低盤，應(yīng)該如何樣設(shè)計(jì)，請(qǐng)給出整體設(shè)計(jì)方案。假如還想明白機(jī)器人走過(guò)多少路程，還應(yīng)該加何種傳感器？答：為了獲得好的操縱精度，同時(shí)降低機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，將電機(jī)（包括減速器）放入手內(nèi)，采納電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)或者較短的傳動(dòng)鏈?zhǔn)潜容^理想的方式。在無(wú)刷直流電機(jī)的

24、的選取方面：磁路的結(jié)構(gòu)確定，極數(shù)、槽數(shù)的選擇都要與機(jī)器人的動(dòng)作相匹配。通過(guò)選擇合適的電機(jī)參數(shù)與合理的操縱方式，具有較好的靜動(dòng)態(tài)特性。機(jī)器人對(duì)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的要求：快速性、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩慣量比大、電機(jī)轉(zhuǎn)速能連續(xù)變化、調(diào)速范圍寬、體積小、質(zhì)量小、軸向尺寸短、能經(jīng)受得起苛刻的運(yùn)行條件。假如想明白機(jī)器人走過(guò)的路程的路程，能夠采納測(cè)距傳感器，如紅外線測(cè)距傳感器。紅外線測(cè)距傳感器利用紅外信號(hào)遇到障礙物距離的不同反射的強(qiáng)度也不同的原理，進(jìn)行障礙物遠(yuǎn)景的檢測(cè)，當(dāng)紅外測(cè)距傳感器有一對(duì)紅外信號(hào)發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射特定頻率的紅外信號(hào)，接收管接收這種頻率的紅外信號(hào)，當(dāng)紅外的檢測(cè)方向遇到障礙物時(shí)，紅外信號(hào)反射回來(lái)被接收

25、管接收，通過(guò)處理之后，通過(guò)數(shù)字傳感器接口返回到機(jī)器人主機(jī)，機(jī)器人即可利用紅外的返回信號(hào)來(lái)識(shí)不周圍環(huán)境的變化。 報(bào)告五 K215電源柔性開(kāi)關(guān)自動(dòng)化生產(chǎn)線自動(dòng)化生產(chǎn)線概述 自動(dòng)生產(chǎn)線是由HYPERLINK /view/53669.htm工件傳送系統(tǒng)和HYPERLINK /view/57978.htm操縱系統(tǒng)，將一組自動(dòng)機(jī)床和輔助設(shè)備按照工藝順序聯(lián)結(jié)起來(lái)，自動(dòng)完成產(chǎn)品全部或部分制造過(guò)程的生產(chǎn)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱自動(dòng)線。采納自動(dòng)線進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)有足夠大的產(chǎn)量；產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝應(yīng)先進(jìn)、穩(wěn)定、可靠，并在較長(zhǎng)時(shí)刻內(nèi)保持差不多不變。在大批、大量生產(chǎn)中采納自動(dòng)線能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，縮減生產(chǎn)

26、占地面積，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，保證生產(chǎn)均衡性，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。3自動(dòng)生產(chǎn)線在無(wú)人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作或操縱的過(guò)程，其目標(biāo)是“穩(wěn)，準(zhǔn)，快”。自動(dòng)化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。采納自動(dòng)生產(chǎn)線不僅能夠把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)，而且能擴(kuò)展人的器官功能，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。在電源開(kāi)關(guān)領(lǐng)域，一直采納原始的人工裝配。不論生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本等各方面都存在巨大的提升空間。針對(duì)這一領(lǐng)域的現(xiàn)狀，結(jié)合國(guó)家產(chǎn)業(yè)要求，我公司投入巨額資金研發(fā)

27、此款機(jī)器人“電源開(kāi)關(guān)柔性生產(chǎn)線”。志在改善此領(lǐng)域現(xiàn)狀，積極響應(yīng)國(guó)家政策，推動(dòng)科技進(jìn)步。該自動(dòng)化設(shè)備要緊用于K215開(kāi)關(guān)自動(dòng)化裝配生產(chǎn)。能夠提高生產(chǎn)過(guò)中產(chǎn)品質(zhì)量品質(zhì)的穩(wěn)定性，一致性，可控性。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝配自動(dòng)化?？朔藶橐蛩厮斐傻漠a(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。產(chǎn)品特點(diǎn)：a) 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料和導(dǎo)向的要求；b)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位和夾緊的要求；c) 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組裝和傳送的要求；d)能夠自動(dòng)檢測(cè)（某個(gè)工位出現(xiàn)故障時(shí)，有容錯(cuò)措施，保證該不阻礙整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行）功能描述1、支撐部分：K215自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線裝配部分支撐部分分為：工作臺(tái)支撐、氣動(dòng)元件支撐、送料裝置支撐，各支撐部分能夠通過(guò)墊腳上螺

28、栓來(lái)調(diào)節(jié)高度，保證生產(chǎn)線各工作部件的固定穩(wěn)定及正常運(yùn)行。2、動(dòng)力部分:K215自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線動(dòng)力為氣動(dòng)，由氣源裝置提供氣動(dòng)系統(tǒng)的組成 3 、供料裝置：K215自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線供料裝置分為兩類：一、振動(dòng)盤送料；二、自動(dòng)排螺絲機(jī)。振動(dòng)盤工作原理：料斗下面有個(gè)脈沖電磁鐵,能夠使料斗垂直方向上下振動(dòng),由于彈片的傾斜,使料斗繞其垂直軸做扭擺振動(dòng),料斗內(nèi)零件,由于受到這種振動(dòng),而沿螺旋軌道上升,直到送到下道工序。 運(yùn)動(dòng)狀態(tài):圓筒形料斗是往復(fù)扭轉(zhuǎn)式振動(dòng).要緊是由一個(gè)振動(dòng)馬達(dá)作動(dòng)力,振動(dòng)馬達(dá)工作時(shí)產(chǎn)生定向頻率的力,只要把振動(dòng)盤看成是一個(gè)斜面,再對(duì)那個(gè)斜面進(jìn)行物理學(xué)的受力分析,你就能專門容易理解它的工作原理了

29、.振動(dòng)盤電磁線圈在工作中,斜面受電磁力會(huì)微小的上下振幅,調(diào)整振動(dòng)盤的工作頻率以及間隙,就能夠?qū)崿F(xiàn)順利工作.4 動(dòng)作部分：K215自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線動(dòng)作部分可分為：、一號(hào)、六號(hào)、七號(hào)、八號(hào)、九號(hào)機(jī)械手，要緊由兩個(gè)滑臺(tái)式氣缸、一個(gè)旋轉(zhuǎn)氣缸、氣爪、固定支架、儲(chǔ)料器組成（其中六號(hào)機(jī)械手無(wú)旋轉(zhuǎn)氣缸）。 （二）二號(hào)、三號(hào)機(jī)械手5 操縱部分：K215自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線操縱系統(tǒng)采納德國(guó)西門子公司S7300PLC、festo閥島、北京昆侖通態(tài)TPC1062K（觸摸屏）及PROFIBUSDP現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成。（一）各分部件操縱操作講明：1）歡迎操作：（略）2）主操作3）啟動(dòng)停止操作：4）手動(dòng)操作：5）自動(dòng)監(jiān)控操作6）報(bào)警

30、歷史操作7）物料檢測(cè)操作8）振動(dòng)盤手動(dòng)與自動(dòng)操作9）修改計(jì)數(shù)操作：修改產(chǎn)品計(jì)數(shù)。10）設(shè)備清零回位操作11）1號(hào)機(jī)械手手動(dòng)操作12）2號(hào)機(jī)械手手動(dòng)操作13）3號(hào)機(jī)械手手動(dòng)操作：機(jī)械手下降到位，下降到位指示燈亮起。14）4號(hào)機(jī)械手手動(dòng)操作15）6號(hào)機(jī)械手手動(dòng)操作16）7號(hào)機(jī)械手手動(dòng)操作17）8號(hào)機(jī)械手手動(dòng)操作18）9號(hào)機(jī)械手手動(dòng)操作19）10號(hào)機(jī)械手手動(dòng)操作20）11號(hào)機(jī)械手手動(dòng)操作21）12號(hào)機(jī)械手手動(dòng)操作22）13號(hào)機(jī)械手手動(dòng)操作（二）觸摸屏操作觸摸屏安裝在電氣柜上，用來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控、部分手動(dòng)操縱以及生產(chǎn)信息和故障報(bào)警信息顯示。各畫面的功能及操作方法：觸摸屏加電后，直接進(jìn)入用戶登陸畫面， 選

31、擇用戶名，例如：負(fù)責(zé)人，操作員等。輸入相應(yīng)用戶密碼，觸摸按鈕進(jìn)入K 215操縱系統(tǒng)。1）歡迎 畫面 操縱電源接通后，顯示初始畫面，觸摸按鈕進(jìn)入主操作畫面。觸摸按鈕進(jìn)入用戶治理畫面，進(jìn)行用戶治理操作。 2）主操作 畫面觸摸、等菜單觸摸按鈕，可進(jìn)入主題畫面，進(jìn)行相應(yīng)操作。觸摸、等菜單觸摸按鈕，可進(jìn)入主題畫面，進(jìn)行相應(yīng)操作。a) 指示燈專欄，顯示裝配線現(xiàn)在的狀態(tài)。 例如：現(xiàn)在的狀態(tài)是停止，無(wú)報(bào)警。 b) 產(chǎn)品計(jì)數(shù)專欄，顯示裝配線產(chǎn)品計(jì)數(shù)和設(shè)備持續(xù)啟動(dòng)時(shí)刻。 c) 觸摸計(jì)數(shù)，產(chǎn)品計(jì)數(shù)清零。觸摸按鈕，進(jìn)入計(jì)數(shù)修改畫面， d)觸摸輸入框，彈出數(shù)字輸入面板，輸入數(shù)字，觸摸，修改數(shù)據(jù)成功。3) 啟動(dòng)停止 畫面 4) 手動(dòng)操作 畫面 進(jìn)入手動(dòng)操作畫面后，需要觸摸按鈕，啟動(dòng)手動(dòng)模式，方可手動(dòng)操作機(jī)械手。5) 回位操作觸摸按鈕