1、概述
? 本平臺以桌面級垂直串聯(lián)六自由度機器人為被控對象，提供了半物理開發(fā)驗證環(huán)境，在滿足基本機器人示教操作的同時，可以對六自由度機器人的軌跡規(guī)劃、空間插補算法、正/逆運動學(xué)解算等機器人學(xué)及其控制理論算法的本科教學(xué)提供實驗支撐。平臺提供完全開源的機器人運動學(xué)相關(guān)算例和培訓(xùn)文檔，為高年級本科生的課程設(shè)計提供學(xué)習(xí)參考。
2、特征優(yōu)勢
（1）支持RCP快速原型設(shè)計
實現(xiàn)用戶的MATLAB/Simulink仿真模型到嵌入式控制原型的自動轉(zhuǎn)換；
（2）開發(fā)環(huán)境友好：
基于MATLAB Simulink開發(fā)機器人控制系統(tǒng)模型，極大降低了機器人控制系統(tǒng)設(shè)計的開發(fā)難度；
（3）桌面級機器人：
采用桌面級六軸機器人，相對工業(yè)級機器人六軸機器人具有相似的結(jié)構(gòu)特征，且工程塑料材質(zhì)更加安全，適合本科教學(xué)實驗。
（4）機器人實現(xiàn)動作：
單關(guān)節(jié)動作、多關(guān)節(jié)聯(lián)動、空間直線、空間圓弧、吸取物體并搬運等；
（5）多樣化的調(diào)試手段
支持機器人控制器模型任意參數(shù)的在線修改、任意系統(tǒng)變量的在線監(jiān)測，以及所有觀測數(shù)據(jù)的實時存儲、離線回放、數(shù)據(jù)導(dǎo)出等豐富的開發(fā)調(diào)試手段；
（6）開源示例
平臺提供完全開源的機器人運動學(xué)相關(guān)算例和培訓(xùn)文檔，為高年級本科生的課程設(shè)計提供學(xué)習(xí)參考。
3、實驗內(nèi)容
?快速入門實驗
?機器人機械系統(tǒng)認識實驗
?機器人控制系統(tǒng)認識實驗
?機器人示教編程與再現(xiàn)控制
?機器人坐標系建立
?機器人正運動學(xué)分析
?機器人逆運動學(xué)分析
?機器人軌跡規(guī)劃離線仿真實驗
?機器人空間直線運動實驗
?機器人搬運實驗
4、實驗示例
（1）機器人軌跡規(guī)劃離線仿真實驗
基于Matlab開發(fā)的六關(guān)節(jié)機器人的軌跡規(guī)劃仿真軟件sxTeach，為學(xué)生初步學(xué)習(xí)機器人軌跡規(guī)劃和運動學(xué)正逆解算法提供了離線仿真環(huán)境。試驗界面如下圖所示，可以完成如下功能：
? 配置DH參數(shù) ? 設(shè)置各個關(guān)節(jié)角度 ? 設(shè)置末端位置? 編輯運動軌跡 ? 軌跡規(guī)劃
單擊Profile按鈕，執(zhí)行軌跡規(guī)劃操作，經(jīng)過正逆解運算后，直接得到6個關(guān)節(jié)角度曲線。
軌跡規(guī)劃仿真軟件sxTeach的后臺運算采用M語言編寫，且所有源代碼均向用戶開放。
（2）機器人空間直線運動仿真實驗
在完成機器人離線仿真實驗的基礎(chǔ)上，本平臺更多地是使用真實的機器人實物本體作為控制對象。用戶基于Matlab Simulink可快速完成機器人控制算法的開發(fā)，經(jīng)自動編譯后生成VxWorks實時系統(tǒng)代碼，＊后實時代碼部署到實時仿真器中運行，并通過多軸運動控制卡實現(xiàn)對機器人各關(guān)節(jié)的控制。
如下圖所示，基于Matlab Simulink開發(fā)六關(guān)節(jié)機器人控制系統(tǒng)模型，包括了軌跡規(guī)劃算法模型、逆運動學(xué)算法模型、單軸速度控制模型、六軸電機編碼器反饋模型等。
在六關(guān)節(jié)機器人控制系統(tǒng)模型中，我公司主要提供了控制算法示例模型和運動控制的硬件模型庫。用戶可基于本實驗示例，任意替換機器人控制模型的各個算法模塊，在無需關(guān)注底層軟硬件接口實現(xiàn)的前提下，快速驗證自己的機器人控制系統(tǒng)算法模型。
