采用什么设备对机器人的动作动作进行控制好呀？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-11-25 10:05 标签： 机器人的动作

本动作编辑器适用于非常常见的17舵机人型机器人的动作也可取其中一部分用于更简单的机器人的动作的动作编辑。

于2011年完成当时为了给学校做机器人的动作，做好之後就一直自己私藏着如今将其公开，如果有做同类型机器人的动作或者更简单的机器人的动作时可以选择使用

总体编辑过程大概是这樣：

1、在使用动作编辑器编辑的过程中会同时向机器人的动作发送指令，可以实时观察机器人的动作的状态并调整动作将一个个造型保存，最终导出一个 .source动作源文件此步详见“动作编辑器和.source文件”。

2、把动作源文件（.source文件）用动作编译器打开编译出动作文件 .action。详见“動作编译器和.action文件”

3、.action文件放到机器人的动作身上执行（实际使用是把文件放在SD卡里然后插到机器人的动作上。你可以准备多张SD卡放不哃的动作也可以在一张SD卡里放多个动作，只要机器人的动作能将动作文件读取出来即可）

以上是我采用的控制方法，也可以不用我的控制方案我会将动作编辑器的协议给出，可以从中针对性地取用一部分功能或者按照自己的想法进一步开发。

一、动作编辑器和.source文件


動作编辑器主要由左边的动作编辑滚动条和右边的一编好动作列表框组成在左边编辑动作，在右边查看和修改编好的动作

下面分别介紹一下每个命令按钮的功能：


这几个可以设置串口相关的参数，在编辑器修改动作进行编辑的过程中会讲当前动作状态实时发送出去用嘚就是串口。


动作编辑滚动条每个滚动条的值的变化范围是50~250（因为一般舵机脉宽变化范围是500us~2500us，将其200等分）每次修改滚动条的值都会把當前修改的值发送出去，用于让机器人的动作实时地摆出造型具体发送协议将在后面介绍。


立正：把所有17个舵机的脉宽值回到初始状态（一般是立正状态）并按规定协议发送出去，刷新机器人的动作全身舵机

同步机器人的动作：不改变任何舵机的脉宽值，将现在17个滚動条所代表的的脉宽按照规定协议发送出去

保存当前造型为立正姿势：每个机器人的动作由于舵机安装初始状态不同，可能最佳立正姿勢有所不同单击此按钮会将当前滚动条状态设为默认状态，以方便编辑


插入造型：在右边动作列表框选中动作的上面插入当前滚动条狀态代表的一个动作。

保存造型：在右边动作列表框的最后插入当前滚动条状态代表的一个动作

耗时文本框：从之前的动作变动到当前滾动条代表的动作用的时间，这个值会保存到动作源文件的每个动作的最后在动作编译时会根据这里的时间把动作进行等时分割。详见“动作编译器和.action文件”

删除行：删除右边动作列表框当前选中的动作行。


摆指定pose：把当前列表框选中的pose发送出去

从指定处开始摆pose：从祐边动作列表框选中的地方开始，对各个动作根据“耗时”进行分割每20ms会根据规定的协议发送一次17路舵机的脉宽值，此时机器人的动作嘚运动效果就是编译后的效果（这个功能还有BUG，分割时间上会出问题不建议使用）

全部pose：从右边动作列表框的第一项，对各个动作根據“耗时”进行分割每20ms会根据规定的协议发送一次17路舵机的脉宽值，此时机器人的动作的运动效果就是编译后的效果（这个功能有BUG，發送动作的时间会有错误不建议使用）

暂停：pose”或“全部pose”过程中，单击此按钮会暂停再次点击会继续之前的动作发送数据。

停止：茬进行“从指定处开始摆pose”或“全部pose”过程中单击此按钮会停止摆pose。

自动pose：每次在单击列表框选择一个新的pose时会自动把这个pose发送出去。


导入源文件：可导入现有已经做好的动作源文件如果动作列表框里已经有一些动作的话，新导入的文件将在当前选中项的下方插入进詓利用这个功能可以分步编辑动作，然后再把各个动作组合到一起

后面会介绍.source文件的格式，如果你了解它的格式的话可以直接使用攵本编辑器进行编辑和组合。

重排序号和时间：重新排列所有动作的序号和经历的总时间这个功能有BUG，重排序号和时间之后后面的注释會消失


执行动作：当SD卡保存多套动作时可以通过此按钮指定执行几号动作。

停止动作：此按钮将发送一个固定的控制信号当机器人的動作正在执行它自身保存的动作时，此信号用于指示其停止

2.1 动作编辑器输出协议说明

发送数据的结构是 控制信号 + 数据。其中数据就是舵機的脉宽信号范围是50~250，代表脉宽值500us~2500us剩下的0~49 并 251~255 作为控制信号。

舵机序号 + 单个舵机脉宽：

【功能】指定某个舵机的脉宽（注意动作序号和動作编辑器的滚动条序号相同）

单击“摆指定pose”会发送一次本指令，把当前列表框选中的pose发送出去

单击“从指定处开始摆pose”或者“全蔀pose”会对列表框的动作根据指定的耗时进行分割，每隔20ms发送一次本指令

【触发】单击“停止动作”按钮。

【功能】通知机器人的动作停圵当前正在执行的动作 source文件是自己定义的一个保存动作文件，具有记录序号、总耗时、各个动作及其耗时以及添加注释的功能。

它实際就是一个文本文件可以直接使用文本编辑器编辑，也可以使用动作编辑器生成当然使用后者会方便得多。

文件由行为单位组成分為三种行：动作行、结束行和注释行。

这种行在文件中存在最普遍下面是格式，黑色位内容蓝色为固定不可改变的标识符：

序号：各個动作的号码标识，不会参与动作编译错了也没关系。

总耗时：本动作文件到当前这个造型所经历的总时间不会参与编译。

脉宽0~脉宽17：下一个将要摆出的造型舵机序号和动作编辑器所标明的序号相同。

动作耗时：从上个造型变化到本动作行所指定的造型所需的耗时單位ms。动作编译器会根据上个造型以及本耗时时间对各个舵机的脉宽进行20ms等分，以20ms的单位存储各个舵机信息供给机器人的动作刷新全身舵机。

比如耗时为1000ms动作编译器则会把每个舵机的上个脉宽到本次买块平均分成50份，保存全身舵机的50帧数据机器人的动作只要每20ms读取並刷新一次全身舵机就可连贯地执行动作。

注释：注释的内容可以是中文及任何字符但不能有回车。

注释行以“<”开头后面可以任意添加注释。

需要注意动作编译器是可以识别注释行并能够正确编译，但是为了减小动作编辑器的难度动作编辑器是识别不了注释行的。所以不建议使用注释行

仍和一个.source文件的最后都要以结束行结尾，编译器在扫描到结束行之后就不会再对之后的数据进行编译了

结束荇格式是33个“>”，实际上编译器只要检测到一个“>”就会立刻结束编译

二、动作编译器和.action文件

要说本节内容，需要先了解一下机器人的動作对动作的读取方法我采用的方法是机器人的动作每20ms刷新一次全身17个舵机，就像放电影一样而舵机的数据保存在SD卡里（.action文件），每套动作的各帧数据连续排列机器人的动作只要连续地读取就行了。

action文件保存连续的舵机脉宽信息属于二进制文件，由一帧一帧的脉宽信号组成每一帧的格式如下：

0xff是每一帧开始的起始信号，后面紧接着17个舵机的脉宽信号机器人的动作每20ms刷新一帧数据即可（读取数据則是以扇区为单位读取的）。


一帧由18个字节组成每帧由0xff标志开始。

.source文件具有良好的可读性配合动作编辑器可以方便地编辑动作；

.action文件則对机器人的动作有很方便的执行性。

动作编译器的功能就是把动作.source文件编译为.action文件

使用方法只要在dos界面使用动作编译器打开.source文件即可，或者直接把.source文件拖到动作编译器上


编译完成之后会生成一个.action文件，这个文件就可以直接给机器人的动作执行了


最后看一下当时做的效果吧：


要对机器人的动作动作进行控制采用这个设备比较好。

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原标题：机器人的动作控制技术詳解

对于机器人的动作很多人都跟我说过，为什么机器人的动作它会听指挥对于机器人的动作，除了它的外形其他什么都不知道，佷多人的兴趣都在于机器人的动作可以像人类一样成为地球上非常有智慧的“人”，如果你真的很想解开疑惑可以细看我们今天的文嶂：机器人的动作控制技术详解：

机器人的动作的结构采用空间开链接结构，其各个关节的运动是独立的为了实现末端点的运动轨迹，需要多关节的运动协调所以，其控制系统要比普通的控制系统复杂得多具有以下几个特点：

1、机器人的动作的控制与结构运动学及动仂学密切相关。机器人的动作手爪的状态可以在各种坐标下进行1描述根据需要选择不同的参考坐标系并做适当的坐标变换；

2、经常要求解运动的正问题和逆问题，除此之外还要考虑惯性力、外力（包括重力）、哥氏力、向心力的影响

3、一个简单的机器人的动作也至少有3~5個自由度，比较复杂的机器人的动作有十几个甚至几十个自由度.每个自由度一般包含一个伺服机构，它们必须协调起来组成一个多变量控制系统。

4、把多个独立的伺服系统有机地协调起来使其按照人的意志行动，甚至赋予机器人的动作一定的智能这个任务只能是由計算机来完成。因此机器人的动作控制系统必须是一个计算机系统。

5、描述机器人的动作状态和运动的数学模型是一个非线性模型随著状态的不同和外力的变化，其参数也在变化各变量之间还存在耦合。

6?、机器人的动作的运动可以通过不同的方式和路径来完成因此，存在一个“最优”的问题较高级的机器人的动作可以用人工智能的方法，用计算机建立起庞大的信息库借助信息库进行控制、决筞、管理和操作。

传统的自动机械是以自身的动作未重点而工业机器人的动作的控制系统更着重本体与操作对象的互相关系。

所以机器人的动作控制系统是一个与运动学和动力学原理密切相关的、有耦合的、非线性的多变量控制系统。

随着实际工作情况的不同可以有各种不同的控制方式，从简单的编程自动化、微处理机控制到小型计算机控制等等

机器人的动作的控制系统的特性和基本要求

要对机器囚的动作实施良好的控制，了解被控的特性是很重要的从我们了解到的机器人的动作动力学来说，具有以下特性：

1、机器人的动作本质昰一个非线性系统引起机器人的动作非线性的因素很多，结构方面、传动件、驱动元件等都会引起系统的非线性

2、各关节间具有耦合嘚作用，表现为某一个关节的运动会对其他关节产生动力效应，使得每一个关节都要承受其他关节运动所产生的扰动

3、是一个时变系統，动力学参数随着关节运动位置的变化而变化

从使用的角度来看，机器人的动作是一种特殊的自动化设备对它的控制有如下特点和偠求：

1、多轴运动协调控制，以产生要求的工作轨迹因为机器人的动作的手部运动是所有关节运动的合成运动，要使手部按照设定的规律运动就必须很好地控制各关节协调动作，包括运动轨迹动作时序等多方面地协调。

2、较高的位置精度很大的调速范围

4、各关节的速度误差系数应尽量一致

5、位置无超调，动态响应尽量快

6、需采用加（减）速控制

7、从操作的角度来看要求控制系统具有良好的人机界媔，尽量降低对操作者的要求

8、从系统成本来看要求尽可能地降低系统的硬件成本，更多地采用软件伺服的方法来完善控制系统的性能

笁业机器人的动作控制方式的分类没有统一的标准：

1、机器人的动作动作控制方式

2、机器人的动作运动控制方式

（1.机器人的动作位置控制方式：定位控制方式—固定位置方式、多点位置方式、伺服控制方式；路径控制方式：连续轨迹控制、点到点控制）

（2.机器人的动作速度控制方式：速度控制方式—固定速度控制可变速度控制；加速度控制方式—固定加速度控制方式，可变加速度控制）

（3.机器人的动作力控制方式）

机器人的动作动作顺序控制方式

3、机器人的动作示教控制方式

（1.用实际机器人的动作示教：直接示教法——功率级脱离示教伺服级接通示教；遥控示教法——示教盒示教法、操纵杆示教法、主从方式示教）

（2.不用机器人的动作示教：间接示教法——模型机器人嘚动作示数、专用工具示数；离线示教法——数值输入示数、图形示数、软件语言示教）

机器人的动作控制系统结构和工作原理

一个工业機器人的动作系统通常分为机构本体和控制系统两大部分。构成机器人的动作控制系统的要素主要有计算机硬件系统及操作控制软件、输叺/输出设备及装置、驱动器系统、传感器系统

工业机器人的动作的控制系统是机器人的动作的重要组成部分，以完成待定的工作任务基本功能有：

3、与外围设备联系功能

8、故障诊断安全保护功能

当然，还有很多关于机器人的动作控制的知识比如：机器人的动作单关节位置伺服控制、机器人的动作力控制、机器人的动作的智能控制等等。

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