人形机器人使用说明书
人型机器人使用说明书
目录
前言 (1)
1. ROBONOVA的结构简介 (3)
2. ROBOBASIC V2.72安装步骤与软件介绍 (5)
2.1安装步骤 (5)
2.2 ROBO BASIC V2.72中的设置 (8)
2.2.1控制器类型设置 (8)
2.2.2设置通讯端口 (8)
2.2.3连接控制器与PC机 (9)
2.3.4零点设置 (11)
3. ROBOBASIC语言与ROBOBASIC V2.72的使用 (13)
3.1R OBOBASIC语言 (13)
3.2R OBO BASIC V2.72软件的使用 (13)
3.3举例说明 (15)
4. 机器人使用时的注意事项 (25)
前言
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工作。
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。
本文主要介绍仿人机器人ROBONOVA-1以及roboBASIC v2.72的使用，有关ROBONOVA-1的信息，大家可参看网址https://www.wendangku.net/doc/0d6625741.html, 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Hitec HSR-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。ROBO SCRIP & ROBO REMOCON：是专为初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。
1. ROBONOVA的结构简介
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，每个胳膊上分别有2个,左右肩个一个，每个关节可旋转180度。在机器人的头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1.1 四肢关节图
图1.2 肩关节图
在机器人的背后有一个控制板如下图1.3所示，该图指明了MR-C3024控制板的引脚。
图1.3 MR-C3024控制板示意图
其中A、B、C、D分别连接机器人的四肢，A连接的是左腿，B连接的是左胳膊，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。
2. roboBASIC v2.72安装步骤与软件介绍
机器人的程序是在roboBASIC v2.72软件中用ROBOBASIC语言编写的，下面来介绍一下roboBASIC v2.72软件的安装。
2.1 安装步骤
打开roboBASIC_v272E(20080509)安装包文件夹，双击roboBASIC v2.72.msi 或setup.exe会出现安装界面如下图2.1：
图2.1 安装界面1
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2.4：
图2.2 安装界面2
图2.3 安装界面3
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，双击roboBASIC_v2.72然后选择C3024F串行口，如下图2.5所示：
图2.5 设置界面
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。
2.2 roboBASIC v2.72中的设置
2.2.1 控制器类型设置
在‘设置’菜单中选择控制器类型：MRC-3024F 串行口，如下图2.6所示：
图2.6 控制器类型设置窗口
2.2.2 设置通讯端口
在Windows操作系统中打开设备管理器，你就可以确认使用哪个端口，然后点击‘设置’菜单中的‘设置端口’出现如下图所示窗口，如图2.7。然后把端口改为你电脑中设备管理器中显示的端口就可以了。
图2.7 端口设置窗口
当第一次使用roboBASIC时，都会有一个初始的设置，一旦设置完成，这个操作就不再需要。
2.2.3 连接控制器与PC机
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’。
图2.8 控制器操作窗口
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。
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
图2.10 错误提示图
2.3.4 零点设置
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RoboBASIC v2.72软件中可以进行零点设置：从RoboBASIC v2.72软件中的菜单栏中点击“编译”就会在下拉表中看到‘设置零点’，点击后就会出现如下界面：（如图2.11）
图2.11 设置零点界面
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：
图2.12 读设定值界面
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衡。
做到这一步，你基本已经把roboBASIC v2.72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roboBASIC v2.72软件的使用。
3. Robobasic语言与RoboBASIC v2.72的使用
3.1 Robobasic语言
Robobasic语言是专门为控制机器人而设计的程序设计语言。在roboBASIC语言中，需要用来控制机器人的命令已经被添加到了一般的BASIC 程序设计语言中。这个语言大家很容易看懂，这里就不详细介绍了，下面在讲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参考roboBASIC English Command Instruction Manual(Version 2.10 20051115).pdf。
3.2 RoboBASIC v2.72软件的使用
安装并设置完成以后，就可以在RoboBASIC v2.72中进行程序设计了。
新建一个程序文件或者打开一个现有的文件。所有的文件都保存于[*.bas]格式。
为了下载一个现有的或新建的程序文件到机器人控制器的只读存储器（ROM）中，必须通过编译来生成目标代码。编译和下载过程可以一起执行或者分开执行。
图3.1 编译操作界面
如上图3.1所示
点击
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。
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。
图 3.4 下载进行窗口
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
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‘ROBONOVA Motor Control’（CTRL+F7）就会出现如下图3.5的控制窗口：
图3.5 ROBONAVA伺服马达调节窗口
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，大家动不了，只能通过点击各个关节的上下箭头来改变其值从而改变机器人的姿势。如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麻烦。因此，有另外一种方法会使其变得更简单方便。
大家不要选中ALL MOTOR，也就是把这16个关节前的打钩全不要打，这时你就会发现机器人的各个关节你都可以随意的改变，如果摆到你想要的姿势了，那么你就可以在选中ALL MOTOR，机器人的姿势就会固定为你所摆设的那个姿势，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，那么我们就可以利用这里的Capture功能。按照上面的步骤先不选中ALL MOTOR，然后把机器人的左臂抬起到一个你想要的位置，姿势摆好之后选中ALL MOTOR，选择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。
图3.6 升左手动作图
姿势摆设完选择ALL MOTOR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：
MOVE G6A, 101, 111, 106, 95, 100,
MOVE G6D, 102, 111, 106, 94, 98,
MOVE G6B, 105, 165, 133, , ,
MOVE G6C, 102, 31, 81, , ,
想要设置16个电机参数还有另外一种方法，从‘控制’菜单中选择‘伺服电机实时控制’就会出现如下伺服电机实时控制窗口（图3.8）：