機器人示教盒系統(tǒng)的設(shè)計

1 引言
機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機器人應(yīng)用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標(biāo)志。美國機器人學(xué)會定義機器人為：一個可再編程，多功能的機械手，他通過各種可改變程序的運動來完成不同的工作任務(wù)。為推動我校機器人教學(xué)，特進行教學(xué)機器人的研制。大多數(shù)傳統(tǒng)機器人一般采用如下的三種方式編程：（1）示教盒直接示教編程。（2）間接示教編程（即牽引示教編程）。（3）離線編程。我們所研制的教學(xué)機器人采用示教盒編程，具有5自由度。為提高機器人的運動和定位精度，采用了小步距角的步進電機并輔以高精度的傳動機構(gòu)。

2．機器人控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
控制系統(tǒng)是機器人的重要組成部分，它是一種典型的多軸實時運動控制系統(tǒng)，其作用是支配執(zhí)行機構(gòu)按所需的順序，沿規(guī)定的位置或軌跡運動。該控制系統(tǒng)的硬件包括主機，運動控制卡，驅(qū)動器，運動電機，示教盒等。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

主機采用Pentinum III的PC機，運動控制卡采用北京東方嘉志6020系列的步進電機控制卡，一塊控制卡可控制3個步進電機，研制的機器人為5自由度，需5個步進電機，因此采用兩塊控制卡?？刂瓶ㄏ蝌?qū)動器輸出電機驅(qū)動信號，報警等控制信號，驅(qū)動器的作用是將控制信號放大，以驅(qū)動步進電機運動。
所研制的示教盒是機器人和操作者人機交互的工具，類似于PC機的鍵盤并具有一定的顯示功能。由盒體、鍵盤、顯示屏、控制電路等組成。示教盒面板上有32個鍵：數(shù)字鍵和功能鍵。按鍵采用輕巧超薄的薄膜開關(guān)，操縱者通過鍵盤輸入任何信息。如：功能選取、坐標(biāo)切換、各種運動指令等。顯示屏采用一個“米”字管和6 個數(shù)碼管，用以顯示各種提示信息，坐標(biāo)位置信息，狀態(tài)信息。示教盒與主機間采用RS—232C標(biāo)準(zhǔn)串口進行通訊。