机器人技术基础实验指导书机电一体化实验室2009年6月学生实验规则1、实验前，学生要认真阅读实验指导书中内容，以求对实验目的、内容、方法和步骤有初步的了解。2、遵守实验室的各项规章制度，听从教师的指导，实验时必须严肃、认真、细致。3、要求在教师指导下，独立按时完成规定的实验内容。4、实验过程中，学生不得无故迟到、早退、旷课、有事须请假批准。5、遵守操作规则，注意安全。6、爱护实验中用到的相关设备与工具，丢失损失东西，及时报告，照价赔偿。7、实验结束，应将设备、仪器、工具清理干净，搞好当天卫生。第一章HNC-IR型教学机器人简介HNC-IR型教学机器人的总体结构为立式关节形式，具有五个自由度，各关节均采用步进电机经谐波减速器和绳轮驱动，绳轮轮系具有消除间隙机构，因此定位精度较高。机器人的各关节结构实现了部件化，便于更换不同形式的驱动电机，根据教学、科研和工业的需要可以在各关节的驱动轴上安装力或位置检测元件，更换不同手爪非常简便。1.1HNC-IR教学机器人基本配置HNC-IR教学机器人由控制单元、示教操作盒、控制电柜和机器人主体等部分组成，通过连接电缆连成一体，如图1.1所示。1.1.1控制单元HNC-IR教学机器人的控制单元实际上就是一台工控PC机或商用PC机。它包括主机、彩色CRT显示器、标准键盘等几部分，通过打印机接口(并行接口)由打印电缆与控制电柜侧面的“计算机接口”插座相连。PC机键盘和CRT是人机交互的主要设备，负责编程及系统管理操作。1.1.2示教操作盒HNC-IR教学机器人的示教操作盒如图1.2所示，通过连接电缆直接连于控制电柜后面的“示教盒互连”插头上。示教操作盒用于直接控制机器人的动作及获取示教编程位姿。示教操作盒的使用介绍1.4节。1.1.3控制电柜控制电柜通过“220V电源”插头由连接电缆连到交流220V电源上，为机器人的控制提供强电，它把控制单元和示教操作盒送来的命令和操作转换为控制机器人动作的信号，送到固定在机器人主体上的步进电机，经谐波减速器和绳轮驱动带动机器人关节转动。控制电柜通过“机器人互联”插头由连接电缆连到机器人尾部的插头上。1.2机械部分自由度（轴）数5机械结构形式立式关节形作业半径650mm负荷能力2kg重复定位精度±0.5mm驱动电机步进电机总重量（约）40kg运动范围轴A（立柱）﹣120°+125°轴B（大臂）﹣12°+108°轴C（小臂）﹣104°﹣30°轴D（手腕）﹣105°+44°轴E﹣170°+149°连杆长或高连杆1360mm连杆2280mm连杆3220mm连杆4150mm1.2.2机械传动与结构HNC_IR型教学机器人是立式关节形，具有五个自由度。该机器人的机械结构是由立柱、大臂、小臂、手腕和手爪等五个部分组成，如图1．3所示。立柱的底部可以固定在桌面上，也可以平放在任意台面上，立柱底部安装尺寸图如图1.4所示。立柱顶部装有支承臂，它可以绕立柱轴心旋转±135°，称为A轴。在支承臂上固定着驱动大臂转动的电机B和驱动手腕摆动的电机D。大臂在支承臂上可以绕水平轴转动150°，称为B轴。在大臂上固定着驱支小臂摆动的电机C，经过谐波减速器和绳轮传动，可使小臂绕大臂端部的轴心向下转动135°，称为C轴。小臂的端部装有手腕部件，手腕摆动是由固定在支承臂上的电机D经谐波减速器和绳轮轮系实现的，手腕在小臂的端部绕水平轴线可以摆动±90°，称为D轴。当大臂或小臂转动时，该绳轮轮系可使手腕相对基础坐标系实现平动。手腕自身装有一个电机E和减速传动系统，可以带动手爪转动±180°，称为E轴。手爪固定在手腕的端部，用电磁力实现手爪的夹紧动作，手爪张开是靠弹簧完成的。根据作业要求可以更换手指或手爪部件。注意：该机器人所有关节的转动都不能超过极限位置，否则会将传动的钢丝绳或导线拉断。1.2.3机器人的作业空间机器人的作业空间图如图1.6所示。图1.6机器人作业空间图1.3机器人操作的一般步骤1.3.1系统上电连上220V总电源后，合上控制电柜侧面的强电开关(向上搬)，向右旋控制电柜侧面的钥匙，接通示教操作盒电源及HC5902接口板电源；打开PC机及CRT电源开关。1.3.2运行系统程序在HNC-IR教学机器人控制单元(PC机)的安装子目录下，运行N.bat批处理文件。此时，屏幕显示系统的主操作界面，如图1.7所示。...
