《機(jī)械臂智能控制》 課件全套 吳蓬勃 項(xiàng)目1-6機(jī)器人初識 -機(jī)械臂智能控制實(shí)戰(zhàn)-撲克牌識別與抓取

探索千姿百態(tài)的機(jī)器人智能工程系CONTENTS目錄1.機(jī)器人概覽2.機(jī)器人的組成3.機(jī)械臂構(gòu)型4.機(jī)器人仿真2.機(jī)器人的組成2.舉例：OpenBot——將智能手機(jī)變成機(jī)器人OpenBot智能小車——人員跟蹤OpenBot智能小車——自主導(dǎo)航OpenBot智能小車——組成OpenBot智能小車DIY構(gòu)建自己的小車刷Arduino固件安裝AndroidAPP駕駛策略

參考網(wǎng)址：

/intel-isl/OpenBot/blob/master/README_CN.mdOpenBot智能小車構(gòu)建——電路設(shè)計(jì)OpenBot智能小車構(gòu)建——材料一覽OpenBot——主控ArduinoNano/item.htm?spm=a1z10.5-c-s.w4002-23633313797.99.590d6ea1bwQAuL&id=44900357409OpenBot——車體/item.htm?spm=a1z10.5-c-s.w4002-23633313797.20.35ab3648PYpMD8&id=412936384172輪電機(jī)帶測速碼盤OpenBot——電機(jī)測速傳感器/item.htm?spm=a1z0d.7625083.1998302264.6.5c5f4e69kOgg9M&id=38024264584OpenBot——超聲波避障/item.htm?spm=a1z0d.7625083.1998302264.6.5c5f4e69zm3R4S&idpenBot——電機(jī)驅(qū)動/item.htm?spm=a1z0d.7625083.1998302264.5.5c5f4e69zTKGcH&id=20533464438OpenBot小車材料清單OpenBot小車/item.htm?spm=a230r.be94d65cXQ4pW&id=625881189879&ns=1&abbucket=19#detailOpenBot智能小車構(gòu)建——接線圖OpenBot智能小車構(gòu)建——組裝OpenBot小車——刷Arduino固件參考網(wǎng)址：/intel-isl/OpenBot/blob/master/firmware/README_CN.mdOpenBot小車——刷Arduino固件參考網(wǎng)址：/intel-isl/OpenBot/blob/master/firmware/openbot_v1_nano/openbot_v1_nano.inoOpenBot小車——智能手機(jī)智能手機(jī)，滿足三個方面需求：處理器（CPU、GPU、 AI計(jì)算）、傳感器（GPS、攝像頭等）通信接口（藍(lán)牙、 4G/5G網(wǎng)絡(luò)）

機(jī)器人DIYOpenBot小車——智能手機(jī)AndroidApps：/intel-isl/OpenBot/blob/master/android/README.md

機(jī)器人DIYOpenBot小車——智能手機(jī)AndroidApps：

機(jī)器人DIY2.機(jī)器人的組成

機(jī)器人的構(gòu)造2.機(jī)器人的組成

機(jī)器人的構(gòu)造2.1機(jī)器人——執(zhí)行機(jī)構(gòu)：輪式優(yōu)點(diǎn)：速度快、效率高、運(yùn)動噪聲低。缺點(diǎn)：越障能力、地形適應(yīng)能力差、轉(zhuǎn)彎效率低，或轉(zhuǎn)彎半徑大。適合：野外、城市環(huán)境都可以，但是地形不能太復(fù)雜，如上樓梯難以實(shí)現(xiàn)。

機(jī)器人的構(gòu)造2.1機(jī)器人——執(zhí)行機(jī)構(gòu)：差速輪兩輪差速底盤（DifferentialDriverobot）兩個驅(qū)動輪，帶幾個萬向輪，靠差速轉(zhuǎn)彎性價比高、廣泛應(yīng)用的機(jī)器人底盤

機(jī)器人的構(gòu)造2.1機(jī)器人——執(zhí)行機(jī)構(gòu)：差速輪四輪滑移底盤（Four-wheelslidingrobot） ——四輪差速底盤四個固定驅(qū)動輪靠左右兩邊速度不一樣實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎當(dāng)車子差速原地轉(zhuǎn)向的時候，

四個輪子就必定會有一點(diǎn)漂移的

情況出現(xiàn)，就是輪子會出現(xiàn)側(cè)向

滑動，輪子磨損比較大。

機(jī)器人的構(gòu)造2.1機(jī)器人——執(zhí)行機(jī)構(gòu)：阿克曼輪四輪阿克曼底盤（Four-wheeledAckermanrobot）像汽車一樣，前輪轉(zhuǎn)向，后輪驅(qū)動的模型轉(zhuǎn)向靈活性，減小轉(zhuǎn)向時的轉(zhuǎn)向半徑

和輪胎阻力，從而減少輪胎磨損，

減小方向盤的作用力。

機(jī)器人的構(gòu)造2.1機(jī)器人——執(zhí)行機(jī)構(gòu)：麥克納姆輪優(yōu)點(diǎn)：全向移動，可在狹小空間完成移動。缺點(diǎn)：與普通輪胎相比：麥克納姆輪,有N個軸承,但是同一時間只有1個或2個軸承吃力，對于重載的,浪費(fèi)更嚴(yán)重.所以M輪的車通常是一噸以下。耐用性差、速度慢，對地面環(huán)境要求高。適合：室內(nèi)，平坦地面。四輪麥克納姆輪底盤

機(jī)器人的組成2.1機(jī)器人——執(zhí)行機(jī)構(gòu)：麥克納姆輪優(yōu)點(diǎn)：全向移動，可在狹小空間完成移動。缺點(diǎn)：與普通輪胎相比：耐用性差、速度慢，震動，對地面環(huán)境要求高。適合：室內(nèi)，平坦地面。

機(jī)器人的組成2.1機(jī)器人——執(zhí)行機(jī)構(gòu)：全向輪全向輪，包括輪轂和從動輪，該輪轂的外圓周處均勻開設(shè)有3個或3個以上的輪轂齒，每兩個輪轂齒之間裝設(shè)有一從動輪，該從動輪的徑向方向與輪轂外圓周的切線方向垂直。優(yōu)點(diǎn)：全向移動，橫向摩擦力小，增加壽命。缺點(diǎn)：與普通輪胎相比：橫向無法固定，稱重小，震動，耐用性差、速度慢，對地面環(huán)境要求高。適合：室內(nèi)，平坦地面。四輪全向輪底盤三輪全向輪底盤

機(jī)器人的組成2.1機(jī)器人——執(zhí)行機(jī)構(gòu)：履帶式優(yōu)點(diǎn)：越障能力、地形適應(yīng)能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)彎。缺點(diǎn)：速度相對較低、效率低、運(yùn)動噪聲較大。適合：野外、城市環(huán)境都可以，尤其在爬樓梯、越障等方面優(yōu)于輪式機(jī)器人

機(jī)器人的組成2.1機(jī)器人——執(zhí)行機(jī)構(gòu)：腿式優(yōu)點(diǎn)：幾乎可以適應(yīng)各種復(fù)雜地形，能夠跨越障礙。缺點(diǎn)：行進(jìn)速度較低，且由于重心原因容易側(cè)翻，不穩(wěn)定適合：幾乎所有環(huán)境

機(jī)器人的組成2.2機(jī)器人——驅(qū)動系統(tǒng)

機(jī)器人的組成10標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=10公斤力=10㎏/c㎡

=1MPa2.2機(jī)器人——驅(qū)動系統(tǒng)：液壓液壓缸

機(jī)器人的組成液壓千斤頂2.2機(jī)器人——驅(qū)動系統(tǒng)：液壓液壓缸波士頓動力液壓機(jī)器人BigDog

機(jī)器人的組成破碎機(jī)——碎石叉車液壓泵：漏油液壓千斤頂2.2機(jī)器人——驅(qū)動系統(tǒng)：氣動機(jī)械臂——吸盤氣泵

機(jī)器人的組成2.2機(jī)器人——驅(qū)動系統(tǒng)：電動直流電機(jī)（有刷、無刷）步進(jìn)電機(jī)伺服電機(jī)

機(jī)器人的組成2.2機(jī)器人——驅(qū)動系統(tǒng)：電動直流電機(jī)——有刷主要結(jié)構(gòu)：定子+轉(zhuǎn)子+電刷，通過旋轉(zhuǎn)磁場獲得轉(zhuǎn)動力矩，從而輸出動能。電刷與換向器不斷接觸摩擦，在轉(zhuǎn)動中起到導(dǎo)電和換相作用。

機(jī)器人的組成2.2機(jī)器人——驅(qū)動系統(tǒng)：電動直流電機(jī)——有刷優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟；

響應(yīng)速度快，起動扭矩大；

運(yùn)行平穩(wěn)，起、制動效果好；

控制精度高；成本低，維修方便

機(jī)器人的組成2.2機(jī)器人——驅(qū)動系統(tǒng)：電動直流電機(jī)——有刷缺點(diǎn)：相互滑動，會摩擦碳刷，造成損耗，需要定期更換碳刷;碳刷與線圈接線頭之間通斷交替，會發(fā)生電火花，產(chǎn)生電磁破，干擾電子設(shè)備。

機(jī)器人的組成2.2機(jī)器人——驅(qū)動系統(tǒng)：電動直流電機(jī)——無刷無刷電機(jī)中，換相的工作交由控制器中的控制電路(一般為霍爾傳感器+控制器，更先進(jìn)的技術(shù)是磁編碼器)來完成。通過霍爾元件，感知永磁體磁極的位置，根據(jù)這種感知，使用電子線路，適時切換線圈中電流的方向，保證產(chǎn)生正確方向的磁力，來驅(qū)動電機(jī)。

機(jī)器人的組成2.2機(jī)器人——驅(qū)動系統(tǒng)：電動直流電機(jī)——無刷優(yōu)點(diǎn)：

低干擾；

噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)順暢；

壽命長，低維護(hù)成本缺點(diǎn)：

控制器的成本高

機(jī)器人的組成2.3機(jī)器人——傳感器：視覺3D相機(jī)工業(yè)3D相機(jī)點(diǎn)云效果圖

機(jī)器人的組成2.3機(jī)器人——傳感器：視覺3D相機(jī)：RealSenseD435i

機(jī)器人的組成2.3機(jī)器人——傳感器：激光雷達(dá)

機(jī)器人的組成2.3機(jī)器人——傳感器：激光雷達(dá)

機(jī)器人的組成激光雷達(dá)自動駕駛激光雷達(dá)進(jìn)行環(huán)境掃描2.3機(jī)器人——傳感器：激光雷達(dá)

機(jī)器人的組成優(yōu)點(diǎn)：（1）分辨率高；（2）隱蔽性好、抗有源干擾能力強(qiáng)；（3）低空探測性能好；（4）體積小、質(zhì)量輕缺點(diǎn)：工作時受天氣和大氣影響大：激光在晴朗天氣里衰減較小，傳播距離較遠(yuǎn)。而在大雨、濃煙、濃霧等壞天氣里，衰減急劇加大，傳播距離大受影響。2.3機(jī)器人——傳感器：力傳感器力傳感器位于機(jī)器人和夾具之間，這樣，所有反饋到夾具上的力就都在機(jī)器人的監(jiān)控之中。有了力傳感器，像裝配，人工引導(dǎo)、示教，力度限制等應(yīng)用才能得以實(shí)現(xiàn)。

機(jī)器人的組成力傳感器2.3機(jī)器人——傳感器：姿態(tài)傳感器

機(jī)器人的組成2.4機(jī)器人——控制系統(tǒng)機(jī)器人是一種非常典型的軟硬結(jié)合、機(jī)電一體產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品都遵循這樣一個原則：硬件決定性能邊界，軟件發(fā)揮硬件性能并定義產(chǎn)品（機(jī)器人）行為

機(jī)器人的組成2.4機(jī)器人——控制系統(tǒng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的功能：接收來自傳感器的檢測信號，根據(jù)操作任務(wù)的要求，驅(qū)動機(jī)械臂中的各臺電動機(jī)運(yùn)動。

機(jī)器人的組成3.智能機(jī)械臂控制——課程簡介專業(yè)拓展課考查課學(xué)時32（理論16學(xué)時+實(shí)驗(yàn)16學(xué)時）核心內(nèi)容：

機(jī)器人技術(shù)，機(jī)械臂工作原理，機(jī)械臂控制技術(shù)3.課程介紹——課程定位

智能機(jī)械臂控制與前導(dǎo)課程和后續(xù)課程的銜接智能機(jī)械臂控制Python畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽OpenCV相關(guān)就業(yè)電子技術(shù)基礎(chǔ)3.課程介紹——相關(guān)課程

智能機(jī)械臂控制教材：《智能機(jī)械臂控制與編程》

高等教育出版社

深圳越疆科技有限公司重點(diǎn)

機(jī)械臂結(jié)構(gòu)機(jī)械臂控制方法

機(jī)械臂編程方法

3.課程介紹——教材

智能機(jī)械臂控制了解機(jī)器人的種類和組成理解機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)熟悉機(jī)械臂的控制方法熟悉機(jī)械臂的編程方法3.課程介紹——學(xué)習(xí)目標(biāo)

智能機(jī)械臂控制機(jī)械臂簡介機(jī)械臂開發(fā)IDE機(jī)械臂SDK開發(fā)包機(jī)械臂的基本控制方式機(jī)械臂的信息檢測與報(bào)警機(jī)械臂“示教”&“再現(xiàn)”模式及應(yīng)用機(jī)械臂的運(yùn)動規(guī)劃與控制機(jī)械臂擴(kuò)展接口機(jī)械臂擴(kuò)展：滑軌、傳輸帶，視覺等合計(jì)：32學(xué)時（理論+實(shí)驗(yàn)）3.課程介紹——學(xué)習(xí)內(nèi)容

智能機(jī)械臂控制平時成績占60%。期末考試占40%（開卷，帶課本）；平時成績考核見下表：項(xiàng)目占比出勤30%提問10%課堂表現(xiàn)5%課內(nèi)實(shí)驗(yàn)35%課堂測試20%

智能機(jī)械臂控制3.課程介紹——考核方式平時成績考核——出勤項(xiàng)目得分補(bǔ)救方式全勤2

曠課0無遲到、早退1提前20分鐘到教室缺課超過三分之一不能參加考試無請假（輔導(dǎo)員假條）1無公假2

智能機(jī)械臂控制3.課程介紹——考核方式平時成績考核——提問項(xiàng)目得分正確2基本正確1錯誤0平時成績考核——課堂測試項(xiàng)目得分良好2一般1未做0抄襲-5

智能機(jī)械臂控制3.課程介紹——考核方式平時成績考核——課堂表現(xiàn)項(xiàng)目得分補(bǔ)救方法玩手機(jī)-5一直到學(xué)期末，未在上課時看手機(jī)課堂說話-2一直到學(xué)期末，未在上課時有類似現(xiàn)象不帶書筆-2一直到學(xué)期末，未在上課時有類似現(xiàn)象帶耳機(jī)-2一直到學(xué)期末，未在上課時有類似現(xiàn)象

智能機(jī)械臂控制3.課程介紹——考核方式平時成績考核——課內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目得分實(shí)驗(yàn)完全正確2實(shí)驗(yàn)基本正確1未做實(shí)驗(yàn)0抄襲實(shí)驗(yàn)作業(yè)-5

智能機(jī)械臂控制3.課程介紹——考核方式Thankyou機(jī)器人，有“控”玩。探索千姿百態(tài)的機(jī)器人CONTENTS目錄1.機(jī)器人概覽2.機(jī)器人的組成3.機(jī)械臂構(gòu)型4.機(jī)器人仿真3.機(jī)械臂構(gòu)型3.1機(jī)械臂構(gòu)型——笛卡爾機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型二維笛卡兒空間三維笛卡兒空間機(jī)器人中的xyz坐標(biāo)系和右手定則旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向3.1機(jī)械臂構(gòu)型——笛卡爾機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型關(guān)節(jié)1到關(guān)節(jié)3都是移動軸，且相互垂直，分別對應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的X,Y,Z三軸。三個關(guān)節(jié)相互獨(dú)立，設(shè)計(jì)簡單，控制簡單。占用空間大，靈活度低3.2機(jī)械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型通常由兩個肩關(guān)節(jié)J1和J2。一個肘關(guān)節(jié)J3。以及1~3個位于操作臂末端的腕關(guān)節(jié)(J4,J5,J6)組成。靈活度高，精度高，占用空間小，可應(yīng)用于工作空間較小的場合。適應(yīng)性受限（工作空間不規(guī)則，存在空間內(nèi)位置不可達(dá)的奇異點(diǎn)），維護(hù)成本和價格較高。3.2機(jī)械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型通常由兩個肩關(guān)節(jié)J1和J2。一個肘關(guān)節(jié)J3。以及1~3個位于操作臂末端的腕關(guān)節(jié)(J4,J5,J6)組成。靈活度高，精度高，占用空間小，可應(yīng)用于工作空間較小的場合。適應(yīng)性受限（工作空間不規(guī)則，存在空間內(nèi)位置不可達(dá)的奇異點(diǎn)），維護(hù)成本和價格較高。3.2機(jī)械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型舉例：UR機(jī)械臂——工作區(qū)空間UR機(jī)械臂的工作空間是球形的，它用兩個同心圓表示，一個較小的標(biāo)記為“推薦范圍”，一個稍大的標(biāo)記為“最大值”。在工作空間的中心，在基礎(chǔ)接頭的正上方和下方有一個柱子，柱子會限制機(jī)器人的運(yùn)動。3.2機(jī)械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型舉例：UR機(jī)械臂——外部工作區(qū)限制在推薦的到達(dá)范圍內(nèi)（以藍(lán)色表示），機(jī)器人可以將工具移動到幾乎任何方向的任何位置。在推薦范圍之外的區(qū)域內(nèi)工作但仍在最大工作區(qū)域內(nèi)（以灰色表示）時，大多數(shù)位置都可以到達(dá)，但是對工具方向有限制，因?yàn)樵谀承┣闆r下機(jī)器人在物理上無法達(dá)到足夠遠(yuǎn)的距離?！驹趺幢苊狻繉⒃O(shè)備安排在機(jī)器人周圍選擇臂展更長的UR機(jī)器人。3.2機(jī)械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型舉例：UR機(jī)械臂——內(nèi)部工作區(qū)限制建議避免機(jī)器人基座正上方和下方的柱子中的機(jī)器人運(yùn)動（在下面的動畫中以灰色表示），因?yàn)橛捎陉P(guān)節(jié)在機(jī)器人手臂上的布局方式，許多位置/方向?qū)⒃谖锢砩蠠o法到達(dá)。您可能會遇到在此圓柱體外部空間中執(zhí)行線性運(yùn)動的問題（以橙色表示），因?yàn)橄鄬^慢的工具速度需要基礎(chǔ)接頭的非常高的旋轉(zhuǎn)速度，從而使一些工具運(yùn)動無法實(shí)現(xiàn)或不安全?！驹趺幢苊狻坎辉谥行膱A柱體中或靠近中心圓柱體工作盡量采用關(guān)節(jié)運(yùn)動MoveJ、不要采用直線運(yùn)動MoveL。3.3機(jī)械臂構(gòu)型——SCARA機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型SCARA(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm,中文譯名:選擇順應(yīng)性裝配機(jī)器手臂)是一種圓柱坐標(biāo)型的特殊類型的工業(yè)機(jī)器人。也稱作：水平關(guān)節(jié)型機(jī)器人。SCARA機(jī)器人有3個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),其軸線相互平行,在平面內(nèi)進(jìn)行定位和定向。另一個關(guān)節(jié)是移動關(guān)節(jié),用于完成末端件在垂直于平面的運(yùn)動。這類機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)輕便、響應(yīng)快。可比一般關(guān)節(jié)式機(jī)械臂快數(shù)倍。載重小3.3機(jī)械臂構(gòu)型——SCARA機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型SCARA機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)輕便、響應(yīng)快。比一般關(guān)節(jié)式機(jī)器人快數(shù)倍。一般用于不僅要求精度高，而且要求速度快的輕小型負(fù)載領(lǐng)域，

例如：消費(fèi)類電子、汽車零部件、塑料、食品飲料和實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的眾多行業(yè)，

參與高速準(zhǔn)確的拾取、放置、組裝、測試檢驗(yàn)和包裝等操作工藝。3.4機(jī)械臂構(gòu)型——球面坐標(biāo)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型與鉸接型操作臂有很多相似之處，但是用移動關(guān)節(jié)代替了肘關(guān)節(jié)。這種設(shè)計(jì)在某些場合比鉸接型操作臂更加適用。移動連桿可以伸縮，縮回時，甚至可以從后面伸出。3.5機(jī)械臂構(gòu)型——圓柱面坐標(biāo)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型圓柱面坐標(biāo)型操作臂由一個使手臂豎直運(yùn)動的移動關(guān)節(jié)和一個帶有豎直軸的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成，另一個移動關(guān)節(jié)與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸正交，還有一個某種形式的腕關(guān)節(jié)。3.6機(jī)械臂構(gòu)型——Delta機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型Delta機(jī)器人是典型的空間三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)精密、緊湊，驅(qū)動部分均布于固定平臺，這些特點(diǎn)使它具有如下特性：Delta機(jī)器人承載能力強(qiáng)、剛度大、自重負(fù)荷比小(主要是碳纖維等輕型材料構(gòu)成)、動態(tài)性能好。速度極快，適合超高速拾取物品，一秒鐘多個節(jié)拍。工作范圍小，重復(fù)定位精度一般。Thankyou機(jī)器人，有“控”玩。探索千姿百態(tài)的機(jī)器人CONTENTS目錄1.機(jī)器人概覽2.機(jī)器人的組成3.機(jī)械臂構(gòu)型4.機(jī)器人仿真知識鏈接1：機(jī)器人仿真技術(shù)仿真

在機(jī)器人相關(guān)科研和實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)器人仿真技術(shù)發(fā)揮著重要作用，既可以對機(jī)器人相關(guān)算法進(jìn)行驗(yàn)證，也為機(jī)器人開發(fā)提供了一個低成本、無風(fēng)險且穩(wěn)定的平臺。常用的機(jī)器人仿真軟件有：CoppeliaSim（原名VREP）、Gazebo、Webots、RobotDK、ARS等。CoppeliaSim相對簡單、友好，其Edu版本有完整的模擬和編輯功能，功能齊全，學(xué)校師生可以免費(fèi)使用。任務(wù)實(shí)施：探索千姿百態(tài)的機(jī)器人Step01:安裝CoppeliaSim安裝（1）登錄CoppeliaSim官網(wǎng)： https:///（2）選擇DownloadsStep01:安裝CoppeliaSim安裝（3）選擇計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)所對應(yīng)的CoppeliaSim版本并下載。（4）下載的路徑最好是全英文的，雙擊.exe可執(zhí)行文件，逐步安裝即可。Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面CoppeliaSim操作界面12345678序號名稱1應(yīng)用程序欄菜單欄2水平工具欄3豎直工具欄4模型瀏覽器5場景層次結(jié)構(gòu)6顯示窗口7狀態(tài)欄8Lua源碼輸入行Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面①【應(yīng)用程序欄】：顯示軟件版本、當(dāng)前場景文件名、渲染時間、當(dāng)前模擬器狀態(tài)等。【菜單欄】：可以訪問軟件的所有功能。應(yīng)用程序欄菜單欄Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面②水平工具欄畫面平移畫面旋轉(zhuǎn)畫面縮放攝像畫面全景顯示選擇模型模型平移模型旋轉(zhuǎn)畫面控制畫面控制裝配集合DNA轉(zhuǎn)移撤銷重做物理引擎啟動仿真暫停仿真停止仿真實(shí)時仿真切換仿真速度控制反顯顯示頁面選擇Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面③豎直工具欄仿真設(shè)置場景對象屬性腳本配置形狀編輯模式顯示/隱藏模型瀏覽器顯示/隱藏場層次結(jié)構(gòu)顯示層級視頻錄制用戶設(shè)置④模型瀏覽器模型文件夾模型縮略圖Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面⑤場景層次結(jié)構(gòu)：顯示組成場景的所有對象。雙擊對象名稱：重命名雙擊圖標(biāo)：打開屬性窗口Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面⑥顯示窗口

CoppeliaSim將一個工程稱為一個場景（scene）。

顯示窗口是場景的主要查看頁面。Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面⑥顯示窗口

切換多個頁面視圖Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面7狀態(tài)欄8Lua源碼輸入行Step03:不可移動機(jī)器人探索（1）機(jī)器人運(yùn)動演示①

選擇non-mobile②拖拽ABBIRB360到顯示窗口模型瀏覽器模型瀏覽器顯示窗口Step03:不可移動機(jī)器人探索（1）機(jī)器人運(yùn)動演示③點(diǎn)擊“模型平移”按鈕④單擊選中機(jī)器人⑤設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸——沿Z軸運(yùn)動：取消X和Y軸勾選，只勾選Z軸Step03:不可移動機(jī)器人探索（1）機(jī)器人運(yùn)動演示⑥鼠標(biāo)拖拽機(jī)器人，上下運(yùn)動到合適位置Step03:不可移動機(jī)器人探索（1）機(jī)器人運(yùn)動演示⑦點(diǎn)擊“開始”按鈕，機(jī)器人開始運(yùn)動；點(diǎn)擊“停止”按鈕，機(jī)器人停止運(yùn)動。①畫面旋轉(zhuǎn)Step03:不可移動機(jī)器人探索（2）機(jī)器人靜態(tài)觀察②畫面縮放Step03:不可移動機(jī)器人探索（2）機(jī)器人靜態(tài)觀察③模型旋轉(zhuǎn)Step03:不可移動機(jī)器人探索（2）機(jī)器人靜態(tài)觀察Step04:移動式機(jī)器探索機(jī)器人運(yùn)動演示：①

選擇mobile②拖拽Asti到顯示窗口模型瀏覽器模型瀏覽器顯示窗口Step04:移動式機(jī)器探索機(jī)器人運(yùn)動演示：③點(diǎn)擊“開始”按鈕，機(jī)器人開始運(yùn)動；點(diǎn)擊“停止”按鈕，機(jī)器人停止運(yùn)動。任務(wù)實(shí)施機(jī)械臂實(shí)踐任務(wù)1-3機(jī)器人仿真在Coppeliasim中，選擇最少兩款不可移動機(jī)器人、兩款可移動機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動仿真演示和靜態(tài)觀察?！咀鳂I(yè)提交】在Coppeliasim中，從不同角度觀察到的機(jī)器人圖像截圖，以機(jī)器人型號命名文件。Thankyou機(jī)器人，有“控”玩。任務(wù)2-2寫字畫畫《智能機(jī)械臂控制》任務(wù)解析圖形化編程機(jī)械臂寫字畫畫通過DobotStudio控制機(jī)械臂進(jìn)行寫字畫畫。任務(wù)實(shí)施：機(jī)械臂寫字畫畫安裝硬件前確認(rèn)：設(shè)備關(guān)機(jī)、斷電?。?！注意事項(xiàng)Dobot機(jī)械臂的末端執(zhí)行器——寫字畫畫套件

寫字畫畫套件：筆、夾筆器，其中，夾筆器內(nèi)徑為10mm。Step01:安裝寫字畫畫套件

末端執(zhí)行器筆夾筆器夾筆器內(nèi)徑為10mm步驟1:將筆安裝在末端夾具中。步驟2:用夾具鎖緊螺絲，將寫字套件的夾具鎖緊在機(jī)械臂末端。Step01:安裝寫字畫畫套件

安裝夾具鎖緊螺絲【筆的更換方法】用1.5mm內(nèi)六角扳手，擰松夾筆器上的四顆M3*5機(jī)米螺絲進(jìn)行更換。Step01:安裝寫字畫畫套件

更換筆機(jī)米螺絲機(jī)米螺絲（1）機(jī)械臂通電、開機(jī)（參照任務(wù)2-1）（2）DobotStudio連接機(jī)械臂Step02:DobotStudio連接機(jī)械臂連接DobotStudio公共區(qū)域：末端套件選擇“筆”應(yīng)用區(qū)域：選擇“寫字&畫畫”Step03:DobotStudio寫字&畫畫寫字畫畫Step03:DobotStudio寫字&畫畫寫字畫畫工具欄插入圖形或文本繪圖區(qū)（1）【輸入文本】：愛國（2）調(diào)整文字在環(huán)形區(qū)域內(nèi)的位置，

超出范圍，文字外框會變紅，導(dǎo)致機(jī)械臂限位而無法正常寫字。Step04:寫字寫字（3）點(diǎn)擊工具欄“位置同步”按鈕，使得機(jī)械臂末端與界面位置同步。（4）在機(jī)械臂工作范圍內(nèi)放置一張紙，盡量讓筆位于紙的中心位置。Step04:寫字寫字（5）通過DobotStudio操作面板，調(diào)整Z軸高度，使得筆尖微壓紙張。Step04:寫字寫字（6）單擊“AutoZ”，獲取并保存當(dāng)前的Z軸值。Step04:寫字寫字（7）單擊“開始”，開始寫字。Step04:寫字寫字方式1：繪制軟件內(nèi)置圖形庫的圖形。Step05:畫畫畫畫方式2：繪制自己的圖像。Step05:畫畫畫畫（1）打開圖片（2）位圖轉(zhuǎn)SVG（3）置入主界面方式2：繪制自己的圖像。Step05:畫畫畫畫（4）圖像繪制中任務(wù)實(shí)施寫字畫畫隨堂任務(wù)

機(jī)械臂寫字畫畫（1）寫字：書寫24字社會主義核心價值觀的一組詞：

富強(qiáng)、民主、文明、和諧、

自由、平等、公正、法治，

愛國、敬業(yè)、誠信、友善。（2）圖形繪制：繪制一張與24字社會主義核心價值觀相關(guān)的圖形。（3）寫字：書寫自己的姓名【作業(yè)提交】(1)書寫過程截圖。(2)寫字和畫畫拍照Thankyou機(jī)器人，有“控”玩。任務(wù)3-1積木搬運(yùn)（圖形化編程）《智能機(jī)械臂控制》知識鏈接：機(jī)械臂基礎(chǔ)基礎(chǔ)知識1.機(jī)械臂結(jié)構(gòu)機(jī)械臂組成：底座、大臂、小臂、末端執(zhí)行器坐標(biāo)系：關(guān)節(jié)坐標(biāo)系、笛卡爾坐標(biāo)系機(jī)械臂端口：底座端口、小臂端口2.機(jī)械臂開機(jī)、關(guān)機(jī)及告警處理

開機(jī)步驟：大小臂夾角約45度角,開機(jī)鍵

告警處理：按下“解鎖”按鈕，調(diào)整機(jī)械臂姿態(tài)

關(guān)機(jī)：關(guān)機(jī)鍵、等待歸位、斷電3.上位機(jī)軟件DobotStudio

示教、畫畫、圖形化編程、腳本編程。。。任務(wù)解析圖形化編程積木搬運(yùn)（圖形化編程）通過DobotStudio進(jìn)行Blockly圖形化編程，實(shí)現(xiàn)積木搬運(yùn)動作。任務(wù)實(shí)施：積木搬運(yùn)(圖形化編程）Step01:開機(jī)圖形化編程姿態(tài)大臂小臂夾角約45°電源按下電源按鈕等待等待約5秒一聲短響指示燈黃色：等待綠色：正常紅色：異常約45°電源開關(guān)Step01:開機(jī)圖形化編程開機(jī)：指示燈紅燈異常：限位約45°按住解鎖按鈕拖動大臂和小臂大臂和小臂夾角約45°Step02:連接上位機(jī)圖形化編程DobotStudioStep03:歸零圖形化編程機(jī)械臂在出廠時已進(jìn)行過校準(zhǔn)，如果機(jī)械臂在運(yùn)行過程中發(fā)生碰撞或丟步，導(dǎo)致坐標(biāo)讀數(shù)異常，此時需對機(jī)械臂進(jìn)行歸零操作，提高定位精度。首次使用機(jī)械臂時，建議先歸零注意：機(jī)械臂運(yùn)動范圍內(nèi)無障礙物開始?xì)w零歸零歸零成功一聲短響指示燈綠色Step04:Blockly編程圖形化編程進(jìn)入“Blockly”界面Blockly

是一套圖形化編程平臺。通過該平臺，用戶可通過拼圖的方式進(jìn)行編程來控制機(jī)械臂的運(yùn)行，直觀易懂。Step04:Blockly編程圖形化編程圖形化模塊選擇區(qū)Blockly編程區(qū)Blockly圖形化模塊對應(yīng)的程序代碼機(jī)械臂運(yùn)行日志信息Step05:積木搬運(yùn)圖形化編程積木搬運(yùn)起始坐標(biāo)目的坐標(biāo)積木尺寸(mm)初始位置搬運(yùn)3個積木起始位置目標(biāo)位置Z軸坐標(biāo)調(diào)整任務(wù)實(shí)施圖形化編程隨堂任務(wù)

積木搬運(yùn)（圖形化編程）通過DobotStudio進(jìn)行Blockly圖形化編程，實(shí)現(xiàn)積木搬運(yùn)動作。（1）學(xué)號尾號為奇數(shù)：實(shí)現(xiàn)3個積木（25mm）搬運(yùn)，其中：

起始地點(diǎn)積木垂直疊放，目標(biāo)地點(diǎn)積木水平擺放（2）學(xué)號尾號為偶數(shù)：實(shí)現(xiàn)4張紙牌(55x85mm)搬運(yùn)，其中：

起始地點(diǎn)紙牌水平擺放，目標(biāo)地點(diǎn)紙牌垂直擺放【作業(yè)提交】：代碼截圖，機(jī)械臂搬運(yùn)效果截圖Thankyou機(jī)器人，有“控”玩。任務(wù)3-2關(guān)節(jié)坐標(biāo)運(yùn)動控制（腳本編程）《智能機(jī)械臂控制》知識鏈接：腳本編程DobotMagician機(jī)械臂控制器支持兩類指令：立即指令與隊(duì)列指令。立即指令：控制器將在收到指令后立即處理該指令，而不管當(dāng)前控制器是否還在處理其他指令。返回值=0。隊(duì)列指令：控制器在收到指令后，會將該指令放入控制器內(nèi)部的指令隊(duì)列中?？刂破鲗㈨樞驁?zhí)行指令。返回值=隊(duì)列命令索引。Step01:環(huán)境準(zhǔn)備腳本編程機(jī)械臂已正常開機(jī)機(jī)械臂與DobotStudio正常連接電源按鈕指示燈:綠色DobotStudioStep02:腳本編程腳本編程進(jìn)入“腳本控制”界面可通過腳本控制機(jī)械臂的運(yùn)行，DobotMagician提供豐富的API接口，如：速度/加速度設(shè)置、運(yùn)動模式設(shè)置、I/O配置等，采用Python腳本語言開發(fā)，可供用戶二次開發(fā)時調(diào)用。Step02:腳本編程腳本編程區(qū)函數(shù)選擇函數(shù)解析運(yùn)行、停止腳本編程Step03:關(guān)節(jié)坐標(biāo)運(yùn)動控制腳本編程Step04:點(diǎn)到點(diǎn)PTP運(yùn)動控制腳本編程隨堂任務(wù)

腳本編程基礎(chǔ)——積木搬運(yùn)參考任務(wù)3-1積木搬運(yùn)的通用代碼，通過DobotStudio進(jìn)行腳本編程，實(shí)現(xiàn)積木搬運(yùn)【作業(yè)提交】：積木搬運(yùn)腳本截圖任務(wù)實(shí)施Thankyou機(jī)器人，有“控”玩。任務(wù)3-3積木搬運(yùn)（python編程）《智能機(jī)械臂控制》任務(wù)解析python積木搬運(yùn)（python編程）通過pycharm進(jìn)行python編程，實(shí)現(xiàn)積木搬運(yùn)動作。函數(shù)查詢：Dobot-Magician-API-V1.2.3.pdf任務(wù)實(shí)施：積木搬運(yùn)（python）Step01：環(huán)境搭建（1）開始菜單，打開Anaconda->AnacondaPrompt（2）獲取虛擬環(huán)境路徑

condainfo–e

PythonStep01：環(huán)境搭建（3）將pp_py37.tar.gz拷貝到虛擬環(huán)境所在文件夾（4）右擊，解壓到當(dāng)前文件夾PythonStep02：新建工程Python（1）在磁盤根目錄下新建文件夾ArmPy（2）打開Pycharm，新建工程Step02：新建工程（3）輸入ArmPy文件夾路徑、勾選編譯器PythonStep02：新建工程（4）在Conda環(huán)境下，選擇pp_py37虛擬環(huán)境PythonStep02：新建工程（5）創(chuàng)建工程PythonStep03：創(chuàng)建目錄（1）創(chuàng)建目錄（2）輸入目錄名稱：python_blockPythonStep04：創(chuàng)建python文件在目錄python_block下，創(chuàng)建python文件:

DobotControl_block.pyPython在pycharm右下角，再次確認(rèn)環(huán)境：Step05：拷貝機(jī)械臂動態(tài)庫將機(jī)械臂動態(tài)庫拷貝到目錄python_block下Python積木搬運(yùn)Step61導(dǎo)入庫函數(shù)定義連接狀態(tài)初始化動態(tài)庫連接機(jī)械臂Step06:代碼編寫積木搬運(yùn)Step62機(jī)械臂動作控制函數(shù)Step06:代碼編寫積木搬運(yùn)Step63機(jī)械臂斷開連接函數(shù)主函數(shù)Step06:代碼編寫Step71拷貝blockly積木搬運(yùn)對應(yīng)的python代碼注意：此處以積木搬運(yùn)為例，大家需根據(jù)任務(wù)要求，修改blockly代碼Step07:圖形化編程代碼移植積木搬運(yùn)積木搬運(yùn)DobotStudio代碼拷貝到python文件Step72將積木代碼拷貝到python文件注意：要做代碼縮進(jìn)，Tab鍵Step07:圖形化編程代碼移植積木搬運(yùn)Step73：修改代碼（1）去掉所有指令后的Ex后綴，

目前的DLL版本不支持帶Ex后綴的指令Step07:圖形化編程代碼移植積木搬運(yùn)Step74：修改代碼（2）末端執(zhí)行器控制函數(shù)，需要在括號里面添加最后一項(xiàng)參數(shù)，

"isQueued=1",如果不寫，默認(rèn)是"isQueued=0"

因?yàn)樗械闹噶疃际顷?duì)列模式，即：命令加入隊(duì)列后逐個執(zhí)行，

末端執(zhí)行器的指令也需加入隊(duì)列Step07:圖形化編程代碼移植積木搬運(yùn)Step75：修改代碼（3）在最后一項(xiàng)指令，前面添加lastIndex=末尾添加[0]

獲取最后一條指令的執(zhí)行索引，為后面等待時長設(shè)置依據(jù)Step07:圖形化編程代碼移植積木搬運(yùn)Step76將api替換為self.api最終的代碼注意：要做代碼縮進(jìn)，Tab鍵Step07:圖形化編程代碼移植任務(wù)實(shí)施積木搬運(yùn)隨堂任務(wù)積木搬運(yùn)（python）通過pycharm進(jìn)行python編程，實(shí)現(xiàn)積木搬運(yùn)動作。（1）學(xué)號尾號為奇數(shù)：實(shí)現(xiàn)3個積木（3cm）搬運(yùn)，其中：

起始地點(diǎn)積木垂直疊放，目的地積木水平擺放。（2）學(xué)號尾號為偶數(shù)：實(shí)現(xiàn)4張紙牌(5.5x8.5cm)搬運(yùn)，其中：

起始地點(diǎn)紙牌水平擺放，目的紙牌垂直擺放?！咀鳂I(yè)提交】：代碼截圖，機(jī)械臂搬運(yùn)截圖。Thankyou機(jī)器人，有“控”玩。任務(wù)3-4人臉解鎖機(jī)械臂《智能機(jī)械臂控制》人臉識別人臉解鎖機(jī)械臂解鎖成功：機(jī)械臂開始積木搬運(yùn)解鎖失?。簷C(jī)械臂不動作任務(wù)解析知識鏈接1：face_recognition人臉識別人臉識別face_recognition是一個功能強(qiáng)大、簡單且易上手的人臉識別開源項(xiàng)目?；趂ace_recognition人臉識別庫，可以使用Python和命令行工具提取、識別、操作人臉。face_recognition人臉識別基于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的C++開源庫dlib中的深度學(xué)習(xí)模型，并在LabeledFacesintheWild人臉數(shù)據(jù)集進(jìn)行了測試，可達(dá)到99.38%的準(zhǔn)確率。face_recognition項(xiàng)目網(wǎng)址：https:///ageitgey/face_recognition安裝方法：pip3installface_recognition知識鏈接1：face_recognition人臉識別人臉識別face_recognition特性1：從圖片中找到人臉importface_recognitionimage=face_recognition.load_image_file(“l(fā)ena.jpg")top,right,bottom,left=face_recognition.face_locations(image)face_image=image[top:bottom,left:right]知識鏈接1：face_recognition人臉識別人臉識別face_recognition特性2：識別人臉關(guān)鍵點(diǎn)（眼睛、鼻子、嘴和下巴等）importface_recognitionimage=face_recognition.load_image_file("your_file.jpg")face_landmarks_list=face_recognition.face_landmarks(image)知識鏈接1：face_recognition人臉識別人臉識別face_recognition特性3：識別圖片中的人是誰importface_recognitionknown_image=face_recognition.load_image_file(“l(fā)ena.jpg")unknown_image=face_recognition.load_image_file("unknown.jpg")lena_encoding=face_recognition.face_encodings(known_image)[0]unknown_encoding=face_recognition.face_encodings(unknown_image)[0]results=face_recognition.compare_faces([lena_encoding],unknown_encoding)“l(fā)ena”知識鏈接2：Dlib人臉識別Dlib是一個開源C++開工具箱，其中包含機(jī)器學(xué)習(xí)算法和工具，廣泛應(yīng)用于工業(yè)界和學(xué)術(shù)界。主要特點(diǎn)：機(jī)器學(xué)習(xí)算法、數(shù)值計(jì)算算法、圖形模型推理算法、圖像處理等。安裝：pipinstallcmakepipinstalldlib參考網(wǎng)址：http:/// http:///python/index.html攝像頭知識鏈接3：硬件介紹任務(wù)實(shí)施：人臉解鎖機(jī)械臂人臉識別（1）以任務(wù)3-3python工程為基礎(chǔ)（2）face拷貝到工程目錄。（3）新建python文件faceRecognition.pyStep01:工程搭建人臉識別（1）通攝像頭采集不少于3個人的人臉，

并進(jìn)行裁剪，圖像推薦寬度480像素以下（2）圖像保存在目錄face\img\face_recognition下（3）每張圖片，以姓名拼音命名Step02:素材準(zhǔn)備人臉識別DobotControl_block.py注釋掉主函數(shù)(快捷鍵：Ctrl+/)；使得機(jī)械臂由上層控制Step03:機(jī)械臂控制代碼修改人臉識別Step04:faceRecognition.py（1）導(dǎo)入庫；設(shè)置人臉圖片目錄；

將myName修改為自己圖片的文件名人臉識別Step04:faceRecognition.py（2）加載圖片load_image_file；提取圖片特征點(diǎn)face_encodings人臉識別Step04:faceRecognition.py（3）連接機(jī)械臂；加載人臉特征；開啟攝像頭人臉識別Step04:faceRecognition.py（4）查找人臉位置、對人臉進(jìn)行編碼人臉識別Step04:faceRecognition.py（5）人臉匹配人臉識別Step04:faceRecognition.py（6）人臉匹配成功，則控制機(jī)械臂動作python隨堂任務(wù)人臉解鎖機(jī)械臂人臉解鎖機(jī)械臂，實(shí)現(xiàn)積木搬運(yùn)動作。（1）學(xué)號尾號為奇數(shù)：實(shí)現(xiàn)3個積木（2.5cm）搬運(yùn)，其中：

起始地點(diǎn)積木垂直疊放，目的地積木水平擺放（2）學(xué)號尾號為偶數(shù)：實(shí)現(xiàn)4張紙牌(5.5x8.5cm)搬運(yùn)，其中：

起始地點(diǎn)紙牌水平擺放，目的紙牌垂直擺放【作業(yè)提交】：代碼截圖，人臉識別截圖。任務(wù)實(shí)施Thankyou機(jī)器人，有“控”玩。任務(wù)4-1機(jī)器臂搬運(yùn)分揀《智能機(jī)械臂控制》任務(wù)解析搬運(yùn)分揀第一臺機(jī)械臂Dobot1用于搬運(yùn)物塊，第二臺機(jī)械臂Dobot2用于分揀物塊。（1）機(jī)械臂底座接口知識鏈接1：機(jī)械臂接口底座接口序號說明1復(fù)位按鍵，復(fù)位MCU程序此時底座指示燈變?yōu)辄S色。約5秒后，復(fù)位成功，底座指示燈變?yōu)榫G色2功能按鍵。

短按一下：執(zhí)行脫機(jī)程序

長按2s以上：啟動回零操作3UART接口/通信接口，可連接藍(lán)牙、WIFI模塊。采用Dobot協(xié)議4USB接口，連接PC進(jìn)行通信5電源，連接電源適配器6外設(shè)接口，可連接氣泵、擠出機(jī)、傳感器等外部設(shè)備。詳見：Dobot-Magician-User-Guide-V1.7.0.pdf知識鏈接1：機(jī)械臂接口底座接口（1）機(jī)械臂底座接口——外設(shè)接口PeripheralInterface接口說明SW1氣泵盒電源接口/自定義12V可控電源輸出SW2自定義12V可控電源輸出Stepper1自定義步進(jìn)電機(jī)接口:3D打印擠出機(jī)接口（3D打印模式）傳送帶電機(jī)接口滑軌電機(jī)接口Stepper2自定義步進(jìn)電機(jī)接口GP1氣泵盒控制信號接口/光電傳感器接口/顏色傳感器接口/自定義通用接口GP2自定義通用接口/顏色傳感器接口/滑軌回零開關(guān)接口知識鏈接1：機(jī)械臂接口底座接口（1）機(jī)械臂底座接口——外設(shè)接口：引腳定義詳見：Dobot-Magician-User-Guide-V1.7.0.pdf步進(jìn)電機(jī)1步進(jìn)電機(jī)2復(fù)用IO復(fù)用IO接口類型說明IO電平輸入、電平輸出PWM脈沖寬度調(diào)制接口，即：改變平均電壓大小REV正反轉(zhuǎn)控制ADC模擬信號轉(zhuǎn)數(shù)字信號接口知識鏈接1：機(jī)械臂接口底座接口（1）機(jī)械臂底座接口——通信接口CommunicationInterface接口說明電源接口5V、GND；12V、GND串口UARTRX，TX復(fù)位nRSTEIO18電平輸出（3.3V）EIO19電平輸入（3.3V）EIO20StopKey；電平輸入（3.3V）（2）小臂外設(shè)接口知識鏈接1：機(jī)械臂接口小臂接口序號標(biāo)識說明1GP3R軸舵機(jī)接口/自定義通用接口2GP4自動調(diào)平接口/光電傳感器接口/顏色傳感器接口/自定義通用接口3GP5激光雕刻信號接口/光電傳感器接口/顏色傳感器接口/自定義通用接口4SW33D打印加熱端子接口（3D打印模式）/自定義12V可控電源輸出5SW43D打印加熱風(fēng)扇（3D打印模式）/激光雕刻電源接口/自定義12V可控電源輸出6ANALOG3D打印熱敏電阻接口（3D打印模式）（2）小臂外設(shè)接口：引腳定義知識鏈接1：機(jī)械臂接口小臂接口接口類型說明電源接口12V、5V、GNDPWM脈沖寬度調(diào)制接口，即：改變平均電壓大小ADC模擬信號轉(zhuǎn)數(shù)字信號接口（3）機(jī)械臂底座——指示燈知識鏈接1：機(jī)械臂接口指示燈狀態(tài)說明綠色常亮正常黃色常亮啟動狀態(tài)藍(lán)色常亮脫機(jī)狀態(tài)藍(lán)色閃爍正在執(zhí)行回零操作、正在進(jìn)行自動調(diào)平紅色常亮處于限位狀態(tài)、報(bào)警未清除、3D打印套件連接錯誤微型傳送帶42步進(jìn)電機(jī)步距角=1.8度聯(lián)動軸直徑=36mm知識鏈接2：傳送帶傳送帶傳送帶參數(shù)運(yùn)行負(fù)載500g有效運(yùn)載長度600mm最大速度120mm/s最大加速度1200mm/s2尺寸700mmx215mmx60mm重量4.2kg傳送帶傳送帶與機(jī)械臂的連接方式知識鏈接2：傳送帶Stepper1針腳定義傳送帶傳送帶與機(jī)械臂的連接方式知識鏈接2：傳送帶傳送帶測試【傳送帶測試】選擇電機(jī)編號：STEPPER1理論速度:<=120mm/s實(shí)測：速度<=75mm/s知識鏈接2：傳送帶傳感器【功能】:檢測開關(guān)前方一定距離是否有物體。如檢測到物體，紅色指示燈亮，讀取結(jié)果為1，否則燈滅，讀取結(jié)果為0知識鏈接3：光電開關(guān)連接方式：傳感器測試【光電傳感器測試】知識鏈接3：光電開關(guān)傳感器【功能】：識別3種基本的顏色：藍(lán)色、綠色、紅色。

當(dāng)檢測到相應(yīng)的顏色時，對應(yīng)的變量值為1,其他變量值為0。舉例：如檢測紅色木塊，得到的結(jié)果為：R=1，G=0，B=0知識鏈接4：顏色識別傳感器顏色識別傳感器供電電源3-5V可檢測不發(fā)光物體顏色白色LED：亮、滅可控連接方式傳感器測試【顏色傳感器測試】知識鏈接4：顏色識別傳感器任務(wù)實(shí)施：積木搬運(yùn)分揀Step01:硬件安裝搬運(yùn)分揀【注意事項(xiàng)】：關(guān)機(jī)->斷電->安裝請?jiān)跈C(jī)械臂完全斷電的情況下，斷開或者連接外部設(shè)備，關(guān)閉機(jī)械臂時，待指示燈熄滅后，機(jī)械臂才完全斷電。搬運(yùn)分揀Step01:硬件安裝安裝工具Step01:硬件安裝搬運(yùn)分揀參照下圖：1.擺放機(jī)械臂、傳送帶、定位板。

2.安裝傳送帶、光電開關(guān)和顏色傳感器。機(jī)械臂1機(jī)械臂2傳送帶定位板定位板搬運(yùn)分揀

將傳送帶電機(jī)線連接到第一臺機(jī)械臂（右側(cè)的）的底座接口Stepper1上。

Step01:硬件安裝——傳送帶搬運(yùn)分揀將顏色傳感器導(dǎo)線接到第二臺機(jī)械臂（左側(cè)的）底座接口GP2Step01:硬件安裝——顏色傳感器搬運(yùn)分揀將紅外光電傳感器導(dǎo)線接到第二臺機(jī)械臂（左側(cè)的）小臂接口GP4Step01:硬件安裝——光電開關(guān)搬運(yùn)分揀設(shè)置兩臺機(jī)械臂的回零點(diǎn)。

機(jī)械臂回零點(diǎn)可以設(shè)置高一點(diǎn)，防止回零過程中碰撞導(dǎo)致丟步。如果丟步需要重新回零機(jī)械臂

（1）打開DobotStudio，連接機(jī)械臂并單擊“示教在線”。Step02:回零點(diǎn)設(shè)置搬運(yùn)分揀（2）按住“解鎖”按鈕，調(diào)整機(jī)械臂到需要設(shè)置的零點(diǎn)位置，松手則位置坐標(biāo)自動保存

雙擊數(shù)字可以對位置值做微調(diào)。Step02:回零點(diǎn)設(shè)置搬運(yùn)分揀（3）在該點(diǎn)位位置單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“設(shè)置為回零位置”。Step02:回零點(diǎn)設(shè)置搬運(yùn)分揀（4）設(shè)置成功后，會彈出“確認(rèn)”窗口。單擊“歸零”操作，確定是否成功，如沒有，請按機(jī)械臂底座后面的reset鍵復(fù)位后重復(fù)上述操作。

Step02:回零點(diǎn)設(shè)置搬運(yùn)分揀第一臺機(jī)械臂Dobot1用于搬運(yùn)物塊，第二臺機(jī)械臂Dobot2用于分揀物塊。運(yùn)行兩個DobotStudio客戶端，分別打開Blockly，編寫“搬運(yùn)”和“分揀”程序。Step03:軟件設(shè)計(jì)圖形化編程第一臺機(jī)械臂:搬運(yùn)程序pickplace【獲取“調(diào)試點(diǎn)”位置】按住搬運(yùn)機(jī)械臂的“解鎖”鍵將機(jī)械臂移動到第一塊積木的位置。讓吸盤處于積木上方正中間位置。根據(jù)獲取值修改XYZStep03:軟件設(shè)計(jì)——搬運(yùn)程序圖形化編程第一臺機(jī)械臂:搬運(yùn)程序pickplace【獲取“放置點(diǎn)”位置】勾選“吸盤”，讓吸盤吸住積木，按住小臂“解鎖”鍵，將積木移動到傳送帶上搬運(yùn)的起始位置根據(jù)獲取值修改XYZStep03:軟件設(shè)計(jì)——搬運(yùn)程序圖形化編程OyxjkO機(jī)械臂坐標(biāo)運(yùn)動方向坐標(biāo)Step03:軟件設(shè)計(jì)——搬運(yùn)程序吸盤下壓根據(jù)積木位置，修正X、Y坐標(biāo)X、Y坐標(biāo)的微調(diào)量計(jì)算吸盤上升【積木搬運(yùn)程序】321654987圖形化編程【傳送帶“停止”位置】設(shè)置傳送帶的運(yùn)行速度和時間來控制傳送帶運(yùn)行距離，從而使積木到達(dá)光電開關(guān)位置，準(zhǔn)確地停留在分揀機(jī)械臂抓取范圍內(nèi)?？紤]：通過光電開關(guān)控制傳送帶啟停？Step03:軟件設(shè)計(jì)——搬運(yùn)程序設(shè)置傳送帶電機(jī)速度設(shè)置運(yùn)行時間停止運(yùn)行【控制傳送帶延時停止】圖形化編程第二臺機(jī)械臂:分揀程序sorting【獲取“抓取點(diǎn)”位置】按住搬運(yùn)機(jī)械臂的“解鎖”鍵將機(jī)械臂移動到積木停放的位置。讓吸盤處于積木上方正中間位置。根據(jù)獲取值修改XYZStep03:軟件設(shè)計(jì)——分揀程序圖形化編程第二臺機(jī)械臂:分揀程序sorting【獲取“顏色識別”位置】勾選吸盤，讓吸盤吸住積木，按住小臂“解鎖”鍵，將積木移動到顏色傳感器上方（距離顏色傳感器不要太遠(yuǎn)，5mm~10mm即可）根據(jù)獲取值修改XYZStep03:軟件設(shè)計(jì)——分揀程序圖形化編程第二臺機(jī)械臂:分揀程序sorting【獲取“放置”位置】按住小臂“解鎖”鍵，用機(jī)械臂將積木移動到想要的放置位置（位置需可達(dá)）根據(jù)獲取值修改XYZStep03:軟件設(shè)計(jì)——分揀程序圖形化編程第二臺機(jī)械臂:分揀程序sorting【識別顏色、分類擺放】Step03:軟件設(shè)計(jì)——分揀程序圖形化編程第二臺機(jī)械臂:分揀程序sorting【抓取、顏色識別、分類擺放積木】讀取光電傳感器數(shù)值，控制機(jī)械臂吸取積木，進(jìn)行顏色識別，按照顏色，分別擺放積木準(zhǔn)備抓取時，Z軸方向要高于積木Step03:軟件設(shè)計(jì)——分揀程序搬運(yùn)分揀Step04:系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試第一臺機(jī)械臂Dobot1用于搬運(yùn)物塊，第二臺機(jī)械臂Dobot2用于分揀物塊。搬運(yùn)分揀任務(wù)4-1基礎(chǔ)：傳送帶-光電-顏色傳感器測試通過DobotStudio進(jìn)行Blockly圖形化編程，實(shí)現(xiàn)：（1）傳送帶啟停測試（2）光電傳感器測試，輸出測試結(jié)果（3）顏色傳感器測試，輸出測試結(jié)果【作業(yè)提交】：代碼截圖，提交職教云任務(wù)實(shí)施搬運(yùn)分揀任務(wù)4-1進(jìn)階：積木搬運(yùn)分揀（圖形化編程）通過DobotStudio進(jìn)行Blockly圖形化編程，實(shí)現(xiàn)積木搬運(yùn)分揀。（1）學(xué)號尾號為奇數(shù)：實(shí)現(xiàn)3x3x2個積木搬運(yùn)分揀。（2）學(xué)號尾號為偶數(shù)：實(shí)現(xiàn)2x2x2個積木搬運(yùn)分揀?！咀⒁狻浚嚎紤]Z軸高度的變化【作業(yè)提交】：代碼截圖，機(jī)械臂搬運(yùn)分揀拍照任務(wù)實(shí)施Thankyou機(jī)器人，有“控”玩。傳感器測試【顏色傳感器測試】知識鏈接4：顏色識別傳感器任務(wù)4-2有“感情”的傳送帶《智能機(jī)械臂控制》python

“有感情”的傳送帶（python）根據(jù)人臉表情，調(diào)整傳送帶速度（0-120mm/s）（基于任務(wù)3-4

人臉識別工程）任務(wù)解析人臉檢測detectMultiScale()OpenCVHaar特征分類器人臉圖像處理人臉表情識別預(yù)測CNN分類模型表情標(biāo)簽（0-6）傳送帶速度控制python任務(wù)解析攝像頭圖像66*20120mm/s知識鏈接1：OpenCV人臉檢測人臉檢測（1）Haar特征和級聯(lián)分類器

Haar特征和級聯(lián)分類器是一種經(jīng)典的“目標(biāo)檢測算法”，適用于檢測物體在圖像中的位置、大小和姿態(tài)等。在OpenCV中，提供了訓(xùn)練好的Haar特征和級聯(lián)分類器XML文件，該文件中會描述人體各個部位的Haar特征值。包括：人臉、眼睛、嘴唇等等。Haar特征和級聯(lián)分類器存放目錄：OpenCV安裝目錄中\(zhòng)data\haarcascades目錄下。知識鏈接1：OpenCV人臉檢測人臉檢測（1）Haar特征和級聯(lián)分類器OpenCV-pythonhaarcascade各種分類器文件位置打開分別輸入命令：condaactivatepp_py37pipshowopencv-python為方便程序調(diào)用、移植，本任務(wù)中，將分類器放到當(dāng)前工程文件夾face/haarcascades目錄下知識鏈接1：OpenCV人臉檢測人臉檢測（2）多尺度測函數(shù)detectMultiScale()OpenCV中的detectMultiScale函數(shù)可基于物體的特征定位（如Haar特征）檢測圖像中是否包含指定的物體。

檢測器以移動窗口形式搜索圖像，并在每一個窗口運(yùn)行特征定位，判斷是否存在特定的物體。如果特征定位返回積極的結(jié)果，則說明該窗口存在目標(biāo)物體，算法會保留該窗口位置以及物體在圖像中的精確輪廓。知識鏈接1：OpenCV人臉檢測人臉檢測（3）使用detectMultiScale()進(jìn)行人臉檢測【參數(shù)說明】image——待檢測圖片，一般為灰度圖像，加快檢測速度；scaleFactor——搜索窗口的比例系數(shù)，每次圖像尺寸減小的比例，默認(rèn)為1.1，即每次縮小10%minNeighbors——默認(rèn)3，每一個目標(biāo)至少要被檢測到3次才算是真的目標(biāo)flags——使用默認(rèn)值，新版未使用minSize——檢測到的人臉最小尺寸maxSize——檢測到的人臉最大尺寸【返回值】：目標(biāo)對象的矩形框向量組知識鏈接2：傳送帶控制傳送帶（1）電機(jī)速度設(shè)置函數(shù)dType.SetEMotor(api,index,isEnabled,speed,isQueued=0)api:Dobot庫的對象.index：電機(jī)編號：0：Stepper1；1：

Stepper2isEnabled：開關(guān)狀態(tài)：0：關(guān)，1：開speed：運(yùn)轉(zhuǎn)速度，脈沖數(shù)/秒isQueued：隊(duì)列模式使用開關(guān)狀態(tài)：1∶使用隊(duì)列模式，0：不使用隊(duì)列模式返回：隊(duì)列模式：隊(duì)列命令索引；立即模式：0知識鏈接2：傳送帶控制傳送帶（2）已知：42步進(jìn)電機(jī)，步距角=1.8度；聯(lián)動軸直徑=36mm求解：速度V(mm/s)對應(yīng)的脈沖數(shù)/秒①每周脈沖數(shù)已知：步距角=1.8度可得：每周脈沖數(shù)Pulses=360.0/1.8=200②1mm對應(yīng)的脈沖數(shù)已知：聯(lián)動軸直徑=36mm可得：聯(lián)動軸周長C=3.14*36.0≈113.04mm200脈沖/113.04mm=1.769脈沖/mm;每走1mm，需要發(fā)送1.769個脈沖

③傳送帶最大速度120mm/s;

速度脈沖最大值

=120*1.769≈212脈沖/秒知識鏈接2：傳送帶控制傳送帶（2）已知：42步進(jìn)電機(jī)，步距角=1.8度；聯(lián)動軸直徑=36mm求解：速度V(mm/s)對應(yīng)的脈沖數(shù)/秒

④步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行了10*16的細(xì)分，則：任意速度V(mm/s),對應(yīng)的每秒脈沖數(shù)為：P=V*1.769*10.0*16.0

步進(jìn)電機(jī)速度范圍：0~212脈沖/秒任務(wù)實(shí)施：人臉表情驅(qū)動傳送帶python注意：確保機(jī)械臂已經(jīng)關(guān)機(jī)、斷電；傳送帶斷電?。?！Step01:環(huán)境準(zhǔn)備傳送帶與機(jī)械臂底座stepper1連接pycharm工程pythonDobotControl_block.py

編寫傳送帶控制函數(shù)ARM_ConveyorStep02:傳送帶控制pythonemotion.py①導(dǎo)入庫②定義人臉檢測器③加載表情識別CNN模型④定義表情標(biāo)簽Step03:人臉表情識別（1）pythonemotion.py

：cv2ImgAddText()圖片上添加中文顯示Step03:人臉表情識別（2）pythonStep03:人臉表情識別（3）emotion.py①機(jī)械臂初始化②開啟攝像頭

采集圖像、圖像預(yù)處理pythonStep03:人臉表情識別（4）emotion.py①通過OpenCV檢測人臉②逐個計(jì)算人臉圖像面積pythonStep03:人臉表情識別（5）emotion.py①找出面積最大的人臉②人臉圖像處理③

識別人臉表情④

設(shè)置傳送帶速度⑤

繪制人臉框pythonStep03:人臉表情識別（6）emotion.py①顯示結(jié)果圖像②調(diào)整傳輸帶速度③

攝像頭關(guān)閉④

與機(jī)械臂斷開串口連接python隨堂任務(wù)“有感情”的傳送帶（python）通過pycharm進(jìn)行python代碼編程：（1）完善傳送帶控制函數(shù)ARM_Conveyor（2）撰寫人臉表情識別代碼emotion.py【作業(yè)提交】：傳輸帶控制函數(shù)ARM_Conveyor代碼截圖，

人臉表情控制傳送帶運(yùn)動視頻截圖。任務(wù)實(shí)施Thankyou機(jī)器人，有“控”玩。智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作綜合實(shí)訓(xùn)

——機(jī)械臂視覺抓取系統(tǒng)合作QQ：243001978CONTENTS目錄積木識別與抓取撲克牌識別與抓取合作QQ：243001978Part1積木識別與抓取1.1靜態(tài)積木識別與定位抓取

OpenCV識別，定位吸取，定位抓?。?）1.2靜態(tài)積木識別與任意位置抓取

相機(jī)標(biāo)定，坐標(biāo)系變換，隨意位置抓?。?）實(shí)訓(xùn)安排Part2撲克牌識別與抓取2.1撲克牌識別（OpenCV）（4）2.2靜態(tài)撲克牌任意位置吸取（6）2.3撰寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告（4）任務(wù)5-1積木識別《智能機(jī)械臂控制》主講教師：吳蓬勃知識鏈接1：積木識別抓取的流程工作流程1.積木識別獲取積木中心像素坐標(biāo)2.坐標(biāo)變換像素坐標(biāo)->機(jī)械臂坐標(biāo)3.抓取機(jī)械臂運(yùn)動控制知識鏈接2：圖像預(yù)處理OpenCV圖像噪聲是指存在于圖像數(shù)據(jù)中不必要的或多余的干擾信息，噪聲會讓圖像變得不清楚，妨礙人們對圖像進(jìn)行理解。（1）來源：噪聲可能來自于圖像獲取、傳輸、處理或存儲過程中的各種因素。（2）表現(xiàn)形式：噪聲在圖像中常表現(xiàn)為一些孤立的像素點(diǎn)或像素塊，它們與要研究的對象不相關(guān)，以無用的信息形式出現(xiàn)，擾亂圖像的可觀測信息。積木識別——預(yù)備知識：圖像的噪聲知識鏈接2：圖像預(yù)處理OpenCV圖像噪聲種類：高斯噪聲、椒鹽噪聲、斑點(diǎn)噪聲、泊松噪聲等。積木識別——預(yù)備知識：圖像的噪聲高斯噪聲椒鹽噪聲每個像素點(diǎn)的噪聲服從獨(dú)立同分布的高斯分布像素值突然變?yōu)樽畲蠡蜃钚≈抵R鏈接2：圖像預(yù)處理OpenCV圖像噪聲種類：高斯噪聲、椒鹽噪聲、斑點(diǎn)噪聲、泊松噪聲等。積木識別——預(yù)備知識：圖像的噪聲高斯噪聲產(chǎn)生原因：圖像在拍攝時不夠明亮、亮度不夠均電路各元器件自身噪聲和相互影響；傳感器長期工作溫度過高等。采用高斯濾波器進(jìn)行處理知識鏈接2：圖像預(yù)處理OpenCV圖像噪聲種類：高斯噪聲、椒鹽噪聲、斑點(diǎn)噪聲、泊松噪聲等。積木識別——預(yù)備知識：圖像的噪聲椒鹽噪聲產(chǎn)生原因：一般低光照條件下，圖像的噪聲多為椒鹽噪聲而不是高斯噪聲，比如礦井下的圖像。椒鹽噪聲通常使用中值濾波器進(jìn)行處理。知識鏈接2：圖像預(yù)處理OpenCVS0:原圖S1:高斯模糊減少圖像噪聲、降低細(xì)節(jié)層次積木識別：知識鏈接3：標(biāo)準(zhǔn)的HSV空間視覺識別汽車剮蹭——掉漆知識鏈接3：標(biāo)準(zhǔn)的HSV空間視覺識別汽車油漆：紅？汽車油漆調(diào)色是個技術(shù)活知識鏈接3：標(biāo)準(zhǔn)的HSV空間視覺識別【HSV空間】H:色調(diào)，色彩信息。角度度量：0~360°S:飽和度，顏色的深度：0%—100%V:色調(diào)，色彩的明亮程度：0%—100%RGBHSVRGB顏色空間僅適合于顯示系統(tǒng)，HSV空間則更適合于圖像處理知識鏈接3：OpenCV的HSV空間視覺識別H:色調(diào)，色彩信息，0-180S:飽和度，顏色的深度，0-255V:色調(diào)，色彩的明亮程度，0-255【轉(zhuǎn)換】：Ho=H/360*180;So=S/100*255Vo=V/100*255

黑灰白紅橙黃綠青藍(lán)紫hmin000015611263578100125hmax1801801801018025347799124155smin000434