机器人技术及其应用
实验指导书
（第1版试用）
周高峰 编写
机械电子工程教研室
2014年9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、仪器关闭，工具清理干净，搞好当天卫生。
目 录
实验一 机器人机械机构 ............................................................................................... 1
一、实验目的 ......................................................................................................... 1 二、实验属性 ......................................................................................................... 1 三、实验设备、仪器 ............................................................................................. 1 四、实验要求 ......................................................................................................... 1 五、实验原理 ......................................................................................................... 1 六、实验步骤 ......................................................................................................... 2 七、讨论题思考题与实验报告 ............................................................................. 3 附件1：实验一 机器人机械机构实验报告 ........................................................ 4 附件2：实验一 机器人机械机构实验预习报告 ................................................ 5 实验二 机器人运动学 ................................................................................................. 5
一、实验目的 ......................................................................................................... 6 二、实验属性 ......................................................................................................... 6 三、实验设备、仪器 ............................................................................................. 6 四、实验要求 ......................................................................................................... 6 五、实验原理 ......................................................................................................... 6 六、实验步骤 ......................................................................................................... 7 七、讨论题思考题与实验报告 ............................................................................. 8 附件3：实验二 机器人运动学实验报告 ............................................................ 8 附件4：实验二 机器人运动学实验预习报告 .................................................... 9 实验三 机器人感觉 ................................................................................................... 10
一、实验目的 ....................................................................................................... 11 二、实验属性 ....................................................................................................... 11 三、实验设备、仪器 ........................................................................................... 11 四、实验要求 ....................................................................................................... 11 五、实验原理 ....................................................................................................... 11 六、实验步骤 ....................................................................................................... 13 七、讨论题思考题与实验报告 ........................................................................... 14 附件5：实验三 机器人感觉实验报告 .............................................................. 14 附件6：实验三 机器人感觉实验预习报告 ...................................................... 15 实验四 机器人视觉 ..................................................................................................... 16
一、实验目的 ....................................................................................................... 16 二、实验属性 ....................................................................................................... 16 三、实验设备、仪器 ........................................................................................... 17 四、实验要求 ....................................................................................................... 17
五、实验原理 ....................................................................................................... 17 六、实验步骤 ....................................................................................................... 19 七、讨论题思考题与实验报告 ........................................................................... 19 附件7：实验四 机器人视觉实验报告 .............................................................. 19 附件8：实验四 机器人视觉实验预习报告 ...................................................... 20 《机器人技术及其应用》教学大纲 ........................................................................... 21 《机器人技术及其应用》实验教学大纲 ................................................................... 24
机械电子工程教研室
实验一 机器人机械机构
一、实验目的
1．了解机器人的基本机械结构组成与分类； 2．知道机器人的主要技术参数； 3．掌握机器人的机构运动； 4．掌握机器人的驱动方式。
二、实验属性
验证性实验。
理解和知道机器人的机械结构组成，及其驱动方式。
三、实验设备、仪器
机器人、计算机操作台、工件传输线、工件、堆垛机、料架
四、实验要求
1．学生在实验课前必须认真预习教科书与实验指导书中的相关内容，为实验做好充分准备。
2．要求学生综合利用前期课程及本门课程中所学的相关知识点，了解机器人机械机构的基本知识，学习机械原理、流体传动、电工学、机械设计、机电传动控制等课程的相关内容，培养学生在机器人技术方面综合分析与设计机器人机械结构的能力。
五、实验原理
明确机器人的种类，绘制出所观察机器人的图形符号，例如移动符号、回转机构符号、机座等到。
在此基础上，明确所观察机器人的主要参数，包括：自由度、工作空间、工作速度、工作载荷、控制方式、驱动方式、精度、重复精度和分辨率。给出机器人的机械结构组成，同时知道相应机械结构的运动，例如手臂、手腕的运动。接着讨论所观察机器人的机身和臂部机构、手腕机构和手部机构。
在明确了以上内容的基础上，给出相应机器人的驱动方式及其对应的驱动机构。
启动相应的机械手，观察实际的机械手中机械结构的运动过程，以检验所分析的机械结构工作原理是否正确。
所观察的机器手，如下图所示。
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