《創(chuàng)新綜合設(shè)計及實踐——機(jī)器人實驗報告》機(jī)電：王坤

1120100345羅先杰1120100183西爾艾力艾力1120100346烏布力艾散1120100250自動化：吉麗1120101596紀(jì)朱珂1120101597岳裕豐1120101673實驗?zāi)康?、通過對機(jī)器人的狀態(tài)的設(shè)置，熟悉并熟練使用軟件MotionEditor（Bioloid），并能夠使用該軟件為機(jī)器人編排一套完整的動作。2、通過對機(jī)器人肢體動作的設(shè)置，了解機(jī)器人各個關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動狀態(tài)及各個動作之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。3、促進(jìn)教學(xué)改革，積累開展科技創(chuàng)新活動的經(jīng)驗。4、通過小組合作的形式完成該實驗，培養(yǎng)團(tuán)隊合作能力和學(xué)生的動手能力，加深對機(jī)器人技術(shù)的了解。二、實驗內(nèi)容利用軟件“MotionEditor”對實驗機(jī)器人進(jìn)行動作編程，先將機(jī)器人放置在特定動作上，然后利用軟件上的功能將機(jī)器人當(dāng)前動作寫入機(jī)器人身上的編程芯片中，每對機(jī)器人做一次動作，就用軟件將該動作燒入編程器中，這樣，當(dāng)總體編程結(jié)束后，機(jī)器人芯片上就存有一系列相應(yīng)動作，這些動作之間可以按編程寫入的先后順序連接起來，最后，我們就得到了機(jī)器人總體的動作編程內(nèi)容，對機(jī)器人進(jìn)行上電復(fù)位后，機(jī)器人就會按照指定的動作依次運(yùn)動起來。三、實驗設(shè)備1、器材BioloidRobot組件套裝，各部件如下：CPU：CM-5

1個舵機(jī)（motor）：AX-12

18個傳感器（sensor）：AX-S1一個SMPS外接電源線(12V,5A)可充電鎳氫電池(9.6V,2300mAh)結(jié)構(gòu)框架（frame）：若干連接導(dǎo)線（cable）：若干螺釘螺栓(bolt,nut)：若干螺絲刀：若干鉗子：若干2、軟件：Software：動作編輯器(MotionEditor)、行為控制(BehaviorControl)與連線程序。AppliedRobots：機(jī)器人的范例程序與示范操作影片。Examples：此范例程序是針對「使用指南(User'sguide)」里的教學(xué)。Manual：包含Quickstart/User'sguide/AX-12技術(shù)文件/AX-S1技術(shù)文件。Help：透過影片與文件來幫助您使用機(jī)器人。四、實驗原理 Bioloid是一套科學(xué)教育用的機(jī)器人套件組，使用不同模塊化的運(yùn)動關(guān)節(jié)(機(jī)器人伺服馬達(dá))，來建造各式各樣的機(jī)器人，例如自主探索式機(jī)器人、四足的寵物機(jī)器人、六足的蜘蛛型機(jī)器人、雙足的人型機(jī)器人等等。學(xué)生們可以從這些組合的動作，學(xué)習(xí)到機(jī)器人學(xué)的原理。Bioloid人形機(jī)器人套件組使用于科學(xué)教育的期望效果：培養(yǎng)創(chuàng)意及科學(xué)的思考；模塊化機(jī)器人的建造概念；動作教學(xué)及回放學(xué)習(xí)；行為控制的程序設(shè)計，提升邏輯能力。BioloidRobot完整套件組,可以組合出18個關(guān)節(jié)(18DOF自由度)雙足機(jī)器人.還有犬型機(jī)器人，以及恐龍，機(jī)器電鏟，家用機(jī)器人，蜘蛛俠，蛇形機(jī)器人等。Bioloid機(jī)器人使用「AX-12(智能型伺服馬達(dá))」，具有位置控制與訊號回饋功能。設(shè)計者可以手動制定出動作，讓MotionEditor記憶并且仿真，省去繁復(fù)的位置控制。通過Behaviorcontrol來建構(gòu)完整的機(jī)器人動作。如此，便可通過BehaviorControlProgramer給機(jī)器人編排出一套完整的動作。Bioloid就像積木玩具一樣，是可以制作出使用者想要的任何造型的萬能機(jī)器人套裝。Bioloid不僅能做出使用者想要的結(jié)構(gòu)，還能實現(xiàn)使用者想要的動作。Bioloid從傳感器以及關(guān)節(jié)讀取多種信息，并利用這些信息實現(xiàn)全自動運(yùn)動。例如：可以制作一個機(jī)器狗，讓它在聽見一聲拍手聲時站起來，聽到兩聲拍手聲時坐下，或者制作一個機(jī)器人，當(dāng)人靠近它時，它就鞠躬。還可以做一個機(jī)器車，可以躲避障礙物或撿起物體，也可以通過遙裝置控制機(jī)器人各種動作。只要利用提供的動作編輯軟件、行為編譯軟件，即使沒有機(jī)器人知識背景的人也可以很容易的編輯機(jī)器人，實現(xiàn)機(jī)器人各種動作。對于高級使用者可以用C語言編輯機(jī)器人各種運(yùn)動算法，實現(xiàn)更加復(fù)雜的控制。目前，國內(nèi)許多高校為了更好地開展類人機(jī)器人技術(shù)的研究，積極參加國際上流行的RoboCup機(jī)器人類競賽活動，通過競賽活動參與到國際上的類人機(jī)器人研究大潮中來，同時也可以以好的比賽成績來提高學(xué)校的知名度。目前國內(nèi)類人組的機(jī)器人比賽還剛剛開始，而且類人組的發(fā)展勢頭很猛，對于希望在機(jī)器人比賽中快速提高成績的學(xué)校而言，類人組機(jī)器人由于大家的起點相當(dāng)，積累都比較少，反而可以迎頭趕上?？傊惾藱C(jī)器人可以作為研究生課題研究的平臺甚至課題本身來使用，也可以在本科或職業(yè)類機(jī)電專業(yè)學(xué)生的教學(xué)中使用此類平臺，從基本的電機(jī)控制、傳感器、運(yùn)動規(guī)劃與控制、視覺、嵌入式計算機(jī)、機(jī)械設(shè)計等角度看，本機(jī)器人平臺都是十分理想的教學(xué)設(shè)備。根據(jù)近年來機(jī)器人課程的情況，可以預(yù)見，在未來幾年內(nèi)，雙足行走的機(jī)器人平臺將取代傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)械手，成為大學(xué)機(jī)器人教學(xué)的主要設(shè)備。五、實驗步驟1、連接機(jī)器人與電腦；

2、打開’MotionEditor’軟件，選擇相應(yīng)的COM端口，開始編程；

3、點擊界面off鍵，使機(jī)器人處于待編程狀態(tài)；

4、設(shè)計動作，并有另外一名成員負(fù)責(zé)保護(hù)機(jī)器人，使之能夠展現(xiàn)出協(xié)調(diào)動作；

5、設(shè)計好動作后，再設(shè)置好speed與pause分別設(shè)置此動作的運(yùn)動速度和與下個動作的間隔時間，按下回車鍵確認(rèn)。最后點擊addpose鍵，將設(shè)計的動作添加到程序中；

6、每添加一個動作分別點擊前一個動作與后一個動作，觀察其動作連接的協(xié)調(diào)性與動作的實現(xiàn)程度；

7、添加完一頁的動作后，按下pagesave，將編好的程序保存到機(jī)器人中。然后按下pageplay觀察整頁動作的完整性與協(xié)調(diào)性。最后將右上角的pagenumber鍵改為2，進(jìn)行下一頁的編程；

8、所有動作完成后，將nextpageNo.改為2,點擊pageplay，觀察所有動作協(xié)調(diào)程度與美觀程度。

六、實驗結(jié)論 通過本次機(jī)器人實驗，包括之前的理論學(xué)習(xí)和之后的動手實踐操作，我學(xué)到了許多機(jī)器人基礎(chǔ)理論知識，對機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成系統(tǒng)有了一個初步的了解，并學(xué)會了機(jī)器人及配套軟件的基本操作。課程的頭兩節(jié)是課程介紹和理論學(xué)習(xí)。這里讓我接觸到了許多科技創(chuàng)新方面的知識，開拓了我的視野。隨后的課程便是親自動手操作機(jī)器人了，不同專業(yè)的七位同學(xué)組成了小組，開