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仿人机器人培训资料 1 2 42.1安装步骤 4 72.2.1控制器类型设置 72.2.2设置通讯端口 72.2.3连接控制器与PC机 82.3.4零点设置 3.3举例说明 1仿人机器人是一种智能的、机动的，能满足用户多种需求的新型机器人，这种机器人具有人的外形和基本功能，易于与人共处，易于适应多变的活动环境。尽管各种专门的(工业)机器人可以帮助人们实现更精密更高效的生产，或是进一步提高人类的生活质量，但是仿人机器人以其美好的使用前景成为机器人技术发展的重要方向。仿人机器人具有跟人类相似的活动能力而具有广泛的应用领域，它不仅可以在一些有辐射、有粉尘、有毒等的危险而复杂的环境中代替人类，进行自主作业；在影视娱乐及服务等行业中也具有广泛的应用前景，它们能在人类所在的环境中与人类和谐相处，协助人类完成复杂和多样的由于仿人机器人是一个非常复杂的多体系统(多近似为多刚体系统),它的多个自由度之间有很强的耦合性，它的系统描述(包括力学性能描述和控制性能描述)是多组非常复杂的高阶非线性方程。仿人机器人的稳定步行所需要解决的基础原理性问题仍然是我们面临的巨大困难。因此，从科学技术发展的自然辩证法的观点来看，仿人机器人的研究涵盖了计算机技术、传感器技术、电机伺服控制、人工智能、非线性系统动力学、非线性系统振动分析和机械机构学等相关学科，是一个国家科技实力和发展水平的重要标志，是综合国力的重要体现；拟人机器人技术的发展可以带动相关学科的快速进步，对我国社会的进步和综合国力的壮大有着重要的推动作用。从人类情感的角度看，具有人类外形和人类基本功能的服务机器人，更容易被人们从心理上接受。虽然这个方面的原因看上去很不起眼，但是这也是和科技的人性化要求和谐统一的。步态规划和姿态控制是仿人机器人技术最重要的技术之一。它不仅是仿人机器人能否实现最基本的类人动作的关键，而且可以为仿人机器人的机构设计和优化提供理论上的指导和技术支持。现在是教育及娱乐人型机械人新时代，Robonova-I提供教学或娱乐等用图的全功能套件，可双足步行、翻筋斗、跳舞并可编程控制，符合RoboCup机器人大赛。伺服电机：16个专用HitecHSR-8498HB数字伺服电机。具有过电流保护以及位置反馈信息，使程序规划机器人时更简易快速。提供多种操作软件：ROBOBASIC/ROBOSCRIPT/ROBOREMOCON。学者设计的操作接口软件，使用者可以快速操作与设定机器人的动作，对于不熟悉程序编写的朋友也可以轻松操作。2我们所看到的这个Robonava共有16个关节，其中每条腿上分别有5个，部有一个红外传感器。具体16个电机可看如下图1.1,图1.2:图1.2肩关节图3CBD图1.3MR-C3024控制板示意图C连接的是右腿，D连接的右胳膊。其中没一排针连接一个电机即机器人的一个关节。在控制板的右上角有AD口，我们连接了两个传感器，一个是倾斜传感器，一个是红外传感器。如果想连接更多的传感器也是可以的。图1.4控制板上图1.4这个控制板中，上面中间的那个黑色接口是在下载程序时与连接线相连的，下面的那个黑色接口是用来连接充电器的。红色的那个是开关。42.roboBASICv2.72安装步骤与软件介绍面来介绍一下roboBASICv2.72软件的安装。连续点击Next就可以进行安装，出现部分窗口如下图2.2,图2.3,图5Eolder:C:\ProgramFiles图2.2安装界面21图2.3安装界面36得得roboBASICv2.72图2.4安装界面4最后点击Close即可。安装完成之后然后在您的桌面上会出现四个图标，步骤1选择当前控制器类型.类型CMR-C2000串行口CMR-C3000F串行口CMR-C3024串行口CROKI串行口下一个>确定后就会出现进入软件界面，然后我们还需要进行一些设置。7二含K2CM辅助窗口图2.6控制器类型设置窗口端口改为你电脑中设备管理器中显示的端口就可以了。8文件记编街(E)亘扰%)视图W设盟7)赣译心控期C)恒口00帮助9端口设置窗口6通讯口(串行)bsn..CON...结束new..Reo..端口A68..懿快慢图2.7端口设置窗口个操作就不再需要。把连接线的一端连接PC机的COM1口，另一端连接到上面提到的控制板上端的接口，然后打开机器人控制板上的开关，就把控制器与PC机连接好了。为了确认控制器与PC机有没有连接好，你可以打开控制器情报。如下图2.8所示：点击'控制’菜单中的'控制器情报’。9固助备口☒01orControlFtrl+F7A68...AUT...bsm..忠con..CON...如果连接被建立好了，那么关于控制器的信息就会在控制器情报中显示出来，如下图2.9所示，可以显示如下相关信息。控制器22190字节5固件版本：总存储容量：总变量个数；总堆栈：校验码：801字节程序名801字节时间：确定图2.9控制器情报在这里大家要注意的是如果连接线没有连接好就点“控制器情报”将会出现错误，并出现如下图2.10所示的提示窗口错误代码：-4数据传送超时.检查控制器状态，连接线及电源.确定图2.10错误提示图即使机器人被正确的装配，伺服电机也会稍微的偏离中心。零点设置被用来设置正确的伺服位置，以使机器人达到最佳平衡姿势。在RoboBASICv2.72软件中可以进行零点设置：从RoboBASICv2.72软件如下界面：(如图2.11)点击图中‘读设定值’按钮就可把机器人的腿和胳膊移动到与图中相同的位置。同时图也会发生变化，如图2.12:读设定值结束▲写设定值读设定值结束关闭104A过大家可以看到图1中机器人处于零点位置时它的16个伺服的角度均为100.但是点击‘读设定值’按钮后机器人虽然位置和图1中一样但是伺服角度值却改变了并不都是100,这时大家不需要改变他们，这是正常的，即使机器人被正确的装配，伺服电机也会稍微的偏离中心。每个机器人的零点数据是不一样的，安装完的时候是按照机器人的平衡规则靠经验值设置的。在设置好之后，点击‘写设定值’按钮就会把你所设定的值上载到控制器中，点击'插入’按钮就会把你所设定的值插入到程序中。只有设置好了零点位置，机器人以后做动作才会稳定。【注意】:“设置零点”这一步骤一般不需要我们去设置，机器人被安装好后这些值都已经设定好了，大家不要轻易去改变它，以免机器人失去原有的平做到这一步，你基本已经把roboBASICv2.72安装设置成功了。接下来你就可以在这个软件中用robobasic语言编写程序了，接下来我们将会介绍如何使用robobasic语言编写机器人的动作，以及roboBASICv2.72软件的使用。3.Robobasic语言与RoboBASICv2.72的使用Robobasic语言是专门为控制机器人而设计的程序设计语言。在程序设计语言中。这个语言大家很容易看懂，这到如何调动作的时候也会告诉大家怎么运用这个语言。关于这门语言大家可以20051115).pdf。安装并设置完成以后，就可以在RoboBASICv2.72中进行程序设计了。分开执行。A68..bsn..con...[共3718字节]生成-conplesnotionsbss115行，9列(共1012行)MR-C30247串行口0M图3.1编译操作界面如上图3.1所示点击图标或在‘编译’菜单中选择‘生成目标代码会出现下图3.2正在编译的窗口。点击图3.2编译图图标或者从‘编译’菜单中选择‘下载’。会出现如下图3.3的下载窗口。共3718节生成按<QK>键.下载代码至控制器bsm.CON...ne.[共3718字节]生成-ecopluxnotionsbss115行，9列(共1012行)NB-C3024F串行口CAS1BMMA68.:Reo...图3.3下载窗口点击确定后就会出现如下图3.4正在下载的窗口。key6,key7,keyB,key9,按<OK>键.下载代码至控制器下载：roboBASICv2.72-【E:\teat\cuaplex善文件)确备血)查找)视图Y班置①翰南道)控制C留口帮助00ACON..Reo..A68..bsx..con..供3718字节生成.AIN1下载窗口下载状态注意：正在下载的时候，未下载完成时不可以拔掉连接线，否则，机器人将会损坏。知道下载完成后才可以关掉开关，拔掉连接线。点击▶图标或者‘编译’菜单中选择‘全编译执行’.这一步综合了上面的‘生成目标代码’和‘下载'两个步骤。效果都是一样的。3.3举例说明如何使用RoboBASICv2.72软件和robobasic语言调试编写动作下面我们以机器人从直立状态到升起左臂的动作为例，告诉大家怎么利用RoboBASICv2.72软件和robobasic语言去实现这个简单的动作。因为当打开机器人开关的时候机器人就会以直立的姿势站立，所以我们现在要做的就是获取机器人升起左臂后姿势的参数，对与初学者，因为不熟悉各个电机参数值的规律，所以不可能一下子在程序中写出这些参数的值。这时我们就可以利用RoboBASICv2.72软件中的Capture功能。首先，先新建一个程序文件保存名为motion.bas.然后，把机器人控制器与PC机连接好，然后打开开关，再从‘控制’菜单中选择‘ROBONOVAMotorControl'(CTRL+F7)就会出现如下图3.5的控制XX关闭这时机器人保持和图3.5中一样的姿势但是各个关节是僵硬的，大家动不果想让机器人的姿势有大的变动，那么通过这些修改各个关节的值可能会比较大家不要选中ALLMOTOR,也就是把这16个关节前的打钩全不要打，这时势，然后点“插入”按钮，就可以把各个关节的参数插入到程序中。现在，我们想要得到机器人升起左臂后姿势的各个关节参数，那么我们就G6,然后再点插入就可以把你摆设的机器人姿势的各个关节参数插入你新建的那个程序文件中。如下图3.6是我们所摆设的机器人的姿势。姿势摆设完选择ALLMOTOR后，控制窗口变为下图3.7所示，从图3.7中我们可以看到各个参数的变化。图3.7参数值设定图按照上面的步骤插入到程序中的参数为：MOVEMOVEMOVE电机实时控制’就会出现如下伺服电机实时控制窗口(图3.8):30何服电机的实时控制留口☑电机Q☑电机6电机12☑电机18厂电机24☑电机1☑电机13区电机19电机25☑电机2☑电机8区电机14电机20电机26电机3☑电机9区电机15电机21电机27电机4电机5☑电机4电机5☑电机10电机17☑电机16电机17电机22电机28☑电机23厂电机29厂区58M关闭厂全选全选全选机器人控制器可以控制DC(直流)伺服电机，伺服的旋转角度范到190之间的数字来表示，因为机器人控制器不使用负数。图3.9伺服电机图上图3.9所示伺服电机共有24隔，其中每隔是10,上图中浅颜色部分指针是无法转到的部分，是无效的。易知，使用伺服电机实时控制，可以快速容易的控制机器人的动作。同样，使用其中的Capture你也可以很容易的获得你想要的机器人某姿势的参数。与上面提到的使用‘ROBONOVAMotorControl'(CTRL+F7)来调试动作类似，你可以移动电机的指针改变某个关节的角度某个电机来自由移动某些机器人关节达到你想要的姿势，然后利用Captur能来获取所以参数。点击‘插入Move'按钮就可以把你需要的参数以每组六个在这里大家需要注意的是，从图3.8大家可以看到共有30个伺服电机且有A,B,C,D,E五组，每组6个，而我们的ROBONOVA-1只有16个关节，所以图3.8中的30个只有16个是有效的，其中E组是无效的不需要选中。在文中的一开始我们也提到过A组电机是指机器人左腿上的，B组是指左胳膊上的，C组是指右胳膊上的，D组是指右腿上的。且A和D组都只有5个电机是有效的，如图3.8中的A组中电机5就是无效的，移动这个电机的指针不会改变机器人的任何关节，电机0到4五个电机依次为机器人左脚到左骸的五个关节。B组中电机9,10,11是无效的，电机6,7,8分别指机器人左胳膊上从肩到手3个关节，C,D类似A,B。这些无效的电机是指机器人控制板上没有安装那么多关节，这些无效的电机参数一般都设为100。插入MOVE的时候每组都会有6个参数，其中那些无效的关节都是100。所以参数将会以Robobasic语言的格式输入到程序文件中，它就代表我们所摆设的机器人升起左手的姿势，可把它取名为raiselefthand,现在我们就得到MOVEG6A,101,111,10MOVE每个Move结束后要加上wait,给每组电机设置参数后都要有个WAIT然后当一个程序被执行的时候，在没有终止先前程序执行的情况下下一将同时执行，如果下一个程序仅仅被要求在当前程GOSUB...RETURN调用子程序并返回，利用GOSUBraiselefthand就可以代码如下：'ERX48