《機械臂智能控制》全套教學(xué)課件

機械臂智能控制任務(wù)1探索千姿百態(tài)的機器人-1.2機器人的組成任務(wù)1探索千姿百態(tài)的機器人-1.3機械臂構(gòu)型任務(wù)1探索千姿百態(tài)的機器人-1.4機器人仿真任務(wù)2-2寫字畫畫任務(wù)3-1積木搬運（圖形化編程）任務(wù)3-2積木搬運（腳本編程）任務(wù)3-3積木搬運（python）任務(wù)3-4人臉解鎖機械臂任務(wù)4-1積木搬運分揀（圖形化編程）任務(wù)4-2“有感情”的傳送帶（python）任務(wù)5-1積木識別任務(wù)5-2積木定位吸取任務(wù)5-3積木定位夾取-0512任務(wù)5-4積木動態(tài)抓取-相機標(biāo)定-上課用0519任務(wù)5-5積木動態(tài)抓取-坐標(biāo)變換-0518任務(wù)5-6積木動態(tài)抓取-0518任務(wù)6-1撲克牌識別——數(shù)據(jù)集制作任務(wù)6-2撲克牌識別——模型訓(xùn)練任務(wù)6-3撲克牌識別——向量檢索與系統(tǒng)測試任務(wù)6-4撲克牌動態(tài)抓取全套可編輯PPT課件探索千姿百態(tài)的機器人CONTENTS目錄1.機器人概覽2.機器人的組成3.機械臂構(gòu)型4.機器人仿真2.機器人的組成2.舉例：OpenBot——將智能手機變成機器人OpenBot智能小車——人員跟蹤OpenBot智能小車——自主導(dǎo)航OpenBot智能小車——組成OpenBot智能小車DIY構(gòu)建自己的小車刷Arduino固件安裝AndroidAPP駕駛策略

參考網(wǎng)址：

/intel-isl/OpenBot/blob/master/README_CN.mdOpenBot智能小車構(gòu)建——電路設(shè)計OpenBot智能小車構(gòu)建——材料一覽OpenBot——主控ArduinoNano/item.htm?spm=a1z10.5-c-s.w4002-23633313797.99.590d6ea1bwQAuL&id=44900357409OpenBot——車體/item.htm?spm=a1z10.5-c-s.w4002-23633313797.20.35ab3648PYpMD8&id=412936384172輪電機帶測速碼盤OpenBot——電機測速傳感器/item.htm?spm=a1z0d.7625083.1998302264.6.5c5f4e69kOgg9M&id=38024264584OpenBot——超聲波避障/item.htm?spm=a1z0d.7625083.1998302264.6.5c5f4e69zm3R4S&idpenBot——電機驅(qū)動/item.htm?spm=a1z0d.7625083.1998302264.5.5c5f4e69zTKGcH&id=20533464438OpenBot小車材料清單OpenBot小車/item.htm?spm=a230r.be94d65cXQ4pW&id=625881189879&ns=1&abbucket=19#detailOpenBot智能小車構(gòu)建——接線圖OpenBot智能小車構(gòu)建——組裝OpenBot小車——刷Arduino固件參考網(wǎng)址：/intel-isl/OpenBot/blob/master/firmware/README_CN.mdOpenBot小車——刷Arduino固件參考網(wǎng)址：/intel-isl/OpenBot/blob/master/firmware/openbot_v1_nano/openbot_v1_nano.inoOpenBot小車——智能手機智能手機，滿足三個方面需求：處理器（CPU、GPU、 AI計算）、傳感器（GPS、攝像頭等）通信接口（藍牙、 4G/5G網(wǎng)絡(luò)）

機器人DIYOpenBot小車——智能手機AndroidApps：/intel-isl/OpenBot/blob/master/android/README.md

機器人DIYOpenBot小車——智能手機AndroidApps：

機器人DIY2.機器人的組成

機器人的構(gòu)造2.機器人的組成

機器人的構(gòu)造2.1機器人——執(zhí)行機構(gòu)：輪式優(yōu)點：速度快、效率高、運動噪聲低。缺點：越障能力、地形適應(yīng)能力差、轉(zhuǎn)彎效率低，或轉(zhuǎn)彎半徑大。適合：野外、城市環(huán)境都可以，但是地形不能太復(fù)雜，如上樓梯難以實現(xiàn)。

機器人的構(gòu)造2.1機器人——執(zhí)行機構(gòu)：差速輪兩輪差速底盤（DifferentialDriverobot）兩個驅(qū)動輪，帶幾個萬向輪，靠差速轉(zhuǎn)彎性價比高、廣泛應(yīng)用的機器人底盤

機器人的構(gòu)造2.1機器人——執(zhí)行機構(gòu)：差速輪四輪滑移底盤（Four-wheelslidingrobot） ——四輪差速底盤四個固定驅(qū)動輪靠左右兩邊速度不一樣實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎當(dāng)車子差速原地轉(zhuǎn)向的時候，

四個輪子就必定會有一點漂移的

情況出現(xiàn)，就是輪子會出現(xiàn)側(cè)向

滑動，輪子磨損比較大。

機器人的構(gòu)造2.1機器人——執(zhí)行機構(gòu)：阿克曼輪四輪阿克曼底盤（Four-wheeledAckermanrobot）像汽車一樣，前輪轉(zhuǎn)向，后輪驅(qū)動的模型轉(zhuǎn)向靈活性，減小轉(zhuǎn)向時的轉(zhuǎn)向半徑

和輪胎阻力，從而減少輪胎磨損，

減小方向盤的作用力。

機器人的構(gòu)造2.1機器人——執(zhí)行機構(gòu)：麥克納姆輪優(yōu)點：全向移動，可在狹小空間完成移動。缺點：與普通輪胎相比：麥克納姆輪,有N個軸承,但是同一時間只有1個或2個軸承吃力，對于重載的,浪費更嚴(yán)重.所以M輪的車通常是一噸以下。耐用性差、速度慢，對地面環(huán)境要求高。適合：室內(nèi)，平坦地面。四輪麥克納姆輪底盤

機器人的組成2.1機器人——執(zhí)行機構(gòu)：麥克納姆輪優(yōu)點：全向移動，可在狹小空間完成移動。缺點：與普通輪胎相比：耐用性差、速度慢，震動，對地面環(huán)境要求高。適合：室內(nèi)，平坦地面。

機器人的組成2.1機器人——執(zhí)行機構(gòu)：全向輪全向輪，包括輪轂和從動輪，該輪轂的外圓周處均勻開設(shè)有3個或3個以上的輪轂齒，每兩個輪轂齒之間裝設(shè)有一從動輪，該從動輪的徑向方向與輪轂外圓周的切線方向垂直。優(yōu)點：全向移動，橫向摩擦力小，增加壽命。缺點：與普通輪胎相比：橫向無法固定，稱重小，震動，耐用性差、速度慢，對地面環(huán)境要求高。適合：室內(nèi)，平坦地面。四輪全向輪底盤三輪全向輪底盤

機器人的組成2.1機器人——執(zhí)行機構(gòu)：履帶式優(yōu)點：越障能力、地形適應(yīng)能力強，可實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)彎。缺點：速度相對較低、效率低、運動噪聲較大。適合：野外、城市環(huán)境都可以，尤其在爬樓梯、越障等方面優(yōu)于輪式機器人

機器人的組成2.1機器人——執(zhí)行機構(gòu)：腿式優(yōu)點：幾乎可以適應(yīng)各種復(fù)雜地形，能夠跨越障礙。缺點：行進速度較低，且由于重心原因容易側(cè)翻，不穩(wěn)定適合：幾乎所有環(huán)境

機器人的組成2.2機器人——驅(qū)動系統(tǒng)

機器人的組成10標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=10公斤力=10㎏/c㎡

=1MPa2.2機器人——驅(qū)動系統(tǒng)：液壓液壓缸

機器人的組成液壓千斤頂2.2機器人——驅(qū)動系統(tǒng)：液壓液壓缸波士頓動力液壓機器人BigDog

機器人的組成破碎機——碎石叉車液壓泵：漏油液壓千斤頂2.2機器人——驅(qū)動系統(tǒng)：氣動機械臂——吸盤氣泵

機器人的組成2.2機器人——驅(qū)動系統(tǒng)：電動直流電機（有刷、無刷）步進電機伺服電機

機器人的組成2.2機器人——驅(qū)動系統(tǒng)：電動直流電機——有刷主要結(jié)構(gòu)：定子+轉(zhuǎn)子+電刷，通過旋轉(zhuǎn)磁場獲得轉(zhuǎn)動力矩，從而輸出動能。電刷與換向器不斷接觸摩擦，在轉(zhuǎn)動中起到導(dǎo)電和換相作用。

機器人的組成2.2機器人——驅(qū)動系統(tǒng)：電動直流電機——有刷優(yōu)點：

結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟；

響應(yīng)速度快，起動扭矩大；

運行平穩(wěn)，起、制動效果好；

控制精度高；成本低，維修方便

機器人的組成2.2機器人——驅(qū)動系統(tǒng)：電動直流電機——有刷缺點：相互滑動，會摩擦碳刷，造成損耗，需要定期更換碳刷;碳刷與線圈接線頭之間通斷交替，會發(fā)生電火花，產(chǎn)生電磁破，干擾電子設(shè)備。

機器人的組成2.2機器人——驅(qū)動系統(tǒng)：電動直流電機——無刷無刷電機中，換相的工作交由控制器中的控制電路(一般為霍爾傳感器+控制器，更先進的技術(shù)是磁編碼器)來完成。通過霍爾元件，感知永磁體磁極的位置，根據(jù)這種感知，使用電子線路，適時切換線圈中電流的方向，保證產(chǎn)生正確方向的磁力，來驅(qū)動電機。

機器人的組成2.2機器人——驅(qū)動系統(tǒng)：電動直流電機——無刷優(yōu)點：

低干擾；

噪音低，運轉(zhuǎn)順暢；

壽命長，低維護成本缺點：

控制器的成本高

機器人的組成2.3機器人——傳感器：視覺3D相機工業(yè)3D相機點云效果圖

機器人的組成2.3機器人——傳感器：視覺3D相機：RealSenseD435i

機器人的組成2.3機器人——傳感器：激光雷達

機器人的組成2.3機器人——傳感器：激光雷達

機器人的組成激光雷達自動駕駛激光雷達進行環(huán)境掃描2.3機器人——傳感器：激光雷達

機器人的組成優(yōu)點：（1）分辨率高；（2）隱蔽性好、抗有源干擾能力強；（3）低空探測性能好；（4）體積小、質(zhì)量輕缺點：工作時受天氣和大氣影響大：激光在晴朗天氣里衰減較小，傳播距離較遠。而在大雨、濃煙、濃霧等壞天氣里，衰減急劇加大，傳播距離大受影響。2.3機器人——傳感器：力傳感器力傳感器位于機器人和夾具之間，這樣，所有反饋到夾具上的力就都在機器人的監(jiān)控之中。有了力傳感器，像裝配，人工引導(dǎo)、示教，力度限制等應(yīng)用才能得以實現(xiàn)。

機器人的組成力傳感器2.3機器人——傳感器：姿態(tài)傳感器

機器人的組成2.4機器人——控制系統(tǒng)機器人是一種非常典型的軟硬結(jié)合、機電一體產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品都遵循這樣一個原則：硬件決定性能邊界，軟件發(fā)揮硬件性能并定義產(chǎn)品（機器人）行為

機器人的組成2.4機器人——控制系統(tǒng)機器人控制系統(tǒng)的功能：接收來自傳感器的檢測信號，根據(jù)操作任務(wù)的要求，驅(qū)動機械臂中的各臺電動機運動。

機器人的組成3.智能機械臂控制——課程簡介專業(yè)拓展課考查課學(xué)時32（理論16學(xué)時+實驗16學(xué)時）核心內(nèi)容：

機器人技術(shù)，機械臂工作原理，機械臂控制技術(shù)3.課程介紹——課程定位

智能機械臂控制與前導(dǎo)課程和后續(xù)課程的銜接智能機械臂控制Python畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽OpenCV相關(guān)就業(yè)電子技術(shù)基礎(chǔ)3.課程介紹——相關(guān)課程

智能機械臂控制教材：《智能機械臂控制與編程》

高等教育出版社

深圳越疆科技有限公司重點

機械臂結(jié)構(gòu)機械臂控制方法

機械臂編程方法

3.課程介紹——教材

智能機械臂控制了解機器人的種類和組成理解機械臂的結(jié)構(gòu)熟悉機械臂的控制方法熟悉機械臂的編程方法3.課程介紹——學(xué)習(xí)目標(biāo)

智能機械臂控制機械臂簡介機械臂開發(fā)IDE機械臂SDK開發(fā)包機械臂的基本控制方式機械臂的信息檢測與報警機械臂“示教”&“再現(xiàn)”模式及應(yīng)用機械臂的運動規(guī)劃與控制機械臂擴展接口機械臂擴展：滑軌、傳輸帶，視覺等合計：32學(xué)時（理論+實驗）3.課程介紹——學(xué)習(xí)內(nèi)容

智能機械臂控制平時成績占60%。期末考試占40%（開卷，帶課本）；平時成績考核見下表：項目占比出勤30%提問10%課堂表現(xiàn)5%課內(nèi)實驗35%課堂測試20%

智能機械臂控制3.課程介紹——考核方式平時成績考核——出勤項目得分補救方式全勤2

曠課0無遲到、早退1提前20分鐘到教室缺課超過三分之一不能參加考試無請假（輔導(dǎo)員假條）1無公假2

智能機械臂控制3.課程介紹——考核方式平時成績考核——提問項目得分正確2基本正確1錯誤0平時成績考核——課堂測試項目得分良好2一般1未做0抄襲-5

智能機械臂控制3.課程介紹——考核方式平時成績考核——課堂表現(xiàn)項目得分補救方法玩手機-5一直到學(xué)期末，未在上課時看手機課堂說話-2一直到學(xué)期末，未在上課時有類似現(xiàn)象不帶書筆-2一直到學(xué)期末，未在上課時有類似現(xiàn)象帶耳機-2一直到學(xué)期末，未在上課時有類似現(xiàn)象

智能機械臂控制3.課程介紹——考核方式平時成績考核——課內(nèi)實驗項目得分實驗完全正確2實驗基本正確1未做實驗0抄襲實驗作業(yè)-5

智能機械臂控制3.課程介紹——考核方式Thankyou機器人，有“控”玩。探索千姿百態(tài)的機器人

CONTENTS目錄1.機器人概覽2.機器人的組成3.機械臂構(gòu)型4.機器人仿真3.機械臂構(gòu)型3.1機械臂構(gòu)型——笛卡爾機械臂機械臂構(gòu)型二維笛卡兒空間三維笛卡兒空間機器人中的xyz坐標(biāo)系和右手定則旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向3.1機械臂構(gòu)型——笛卡爾機械臂機械臂構(gòu)型關(guān)節(jié)1到關(guān)節(jié)3都是移動軸，且相互垂直，分別對應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的X,Y,Z三軸。三個關(guān)節(jié)相互獨立，設(shè)計簡單，控制簡單。占用空間大，靈活度低3.2機械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機械臂機械臂構(gòu)型通常由兩個肩關(guān)節(jié)J1和J2。一個肘關(guān)節(jié)J3。以及1~3個位于操作臂末端的腕關(guān)節(jié)(J4,J5,J6)組成。靈活度高，精度高，占用空間小，可應(yīng)用于工作空間較小的場合。適應(yīng)性受限（工作空間不規(guī)則，存在空間內(nèi)位置不可達的奇異點），維護成本和價格較高。3.2機械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機械臂機械臂構(gòu)型通常由兩個肩關(guān)節(jié)J1和J2。一個肘關(guān)節(jié)J3。以及1~3個位于操作臂末端的腕關(guān)節(jié)(J4,J5,J6)組成。靈活度高，精度高，占用空間小，可應(yīng)用于工作空間較小的場合。適應(yīng)性受限（工作空間不規(guī)則，存在空間內(nèi)位置不可達的奇異點），維護成本和價格較高。3.2機械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機械臂機械臂構(gòu)型舉例：UR機械臂——工作區(qū)空間UR機械臂的工作空間是球形的，它用兩個同心圓表示，一個較小的標(biāo)記為“推薦范圍”，一個稍大的標(biāo)記為“最大值”。在工作空間的中心，在基礎(chǔ)接頭的正上方和下方有一個柱子，柱子會限制機器人的運動。3.2機械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機械臂機械臂構(gòu)型舉例：UR機械臂——外部工作區(qū)限制在推薦的到達范圍內(nèi)（以藍色表示），機器人可以將工具移動到幾乎任何方向的任何位置。在推薦范圍之外的區(qū)域內(nèi)工作但仍在最大工作區(qū)域內(nèi)（以灰色表示）時，大多數(shù)位置都可以到達，但是對工具方向有限制，因為在某些情況下機器人在物理上無法達到足夠遠的距離?！驹趺幢苊狻繉⒃O(shè)備安排在機器人周圍選擇臂展更長的UR機器人。3.2機械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機械臂機械臂構(gòu)型舉例：UR機械臂——內(nèi)部工作區(qū)限制建議避免機器人基座正上方和下方的柱子中的機器人運動（在下面的動畫中以灰色表示），因為由于關(guān)節(jié)在機器人手臂上的布局方式，許多位置/方向?qū)⒃谖锢砩蠠o法到達。您可能會遇到在此圓柱體外部空間中執(zhí)行線性運動的問題（以橙色表示），因為相對較慢的工具速度需要基礎(chǔ)接頭的非常高的旋轉(zhuǎn)速度，從而使一些工具運動無法實現(xiàn)或不安全。【怎么避免】不在中心圓柱體中或靠近中心圓柱體工作盡量采用關(guān)節(jié)運動MoveJ、不要采用直線運動MoveL。3.3機械臂構(gòu)型——SCARA機械臂機械臂構(gòu)型SCARA(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm,中文譯名:選擇順應(yīng)性裝配機器手臂)是一種圓柱坐標(biāo)型的特殊類型的工業(yè)機器人。也稱作：水平關(guān)節(jié)型機器人。SCARA機器人有3個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),其軸線相互平行,在平面內(nèi)進行定位和定向。另一個關(guān)節(jié)是移動關(guān)節(jié),用于完成末端件在垂直于平面的運動。這類機械臂的結(jié)構(gòu)輕便、響應(yīng)快?？杀纫话汴P(guān)節(jié)式機械臂快數(shù)倍。載重小3.3機械臂構(gòu)型——SCARA機械臂機械臂構(gòu)型SCARA機械臂的結(jié)構(gòu)輕便、響應(yīng)快。比一般關(guān)節(jié)式機器人快數(shù)倍。一般用于不僅要求精度高，而且要求速度快的輕小型負載領(lǐng)域，

例如：消費類電子、汽車零部件、塑料、食品飲料和實驗室在內(nèi)的眾多行業(yè)，

參與高速準(zhǔn)確的拾取、放置、組裝、測試檢驗和包裝等操作工藝。3.4機械臂構(gòu)型——球面坐標(biāo)型機械臂機械臂構(gòu)型與鉸接型操作臂有很多相似之處，但是用移動關(guān)節(jié)代替了肘關(guān)節(jié)。這種設(shè)計在某些場合比鉸接型操作臂更加適用。移動連桿可以伸縮，縮回時，甚至可以從后面伸出。3.5機械臂構(gòu)型——圓柱面坐標(biāo)型機械臂機械臂構(gòu)型圓柱面坐標(biāo)型操作臂由一個使手臂豎直運動的移動關(guān)節(jié)和一個帶有豎直軸的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成，另一個移動關(guān)節(jié)與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸正交，還有一個某種形式的腕關(guān)節(jié)。3.6機械臂構(gòu)型——Delta機械臂機械臂構(gòu)型Delta機器人是典型的空間三自由度并聯(lián)機構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)精密、緊湊，驅(qū)動部分均布于固定平臺，這些特點使它具有如下特性：Delta機器人承載能力強、剛度大、自重負荷比小(主要是碳纖維等輕型材料構(gòu)成)、動態(tài)性能好。速度極快，適合超高速拾取物品，一秒鐘多個節(jié)拍。工作范圍小，重復(fù)定位精度一般。Thankyou機器人，有“控”玩。探索千姿百態(tài)的機器人

CONTENTS目錄1.機器人概覽2.機器人的組成3.機械臂構(gòu)型4.機器人仿真知識鏈接1：機器人仿真技術(shù)仿真

在機器人相關(guān)科研和實際應(yīng)用中，機器人仿真技術(shù)發(fā)揮著重要作用，既可以對機器人相關(guān)算法進行驗證，也為機器人開發(fā)提供了一個低成本、無風(fēng)險且穩(wěn)定的平臺。常用的機器人仿真軟件有：CoppeliaSim（原名VREP）、Gazebo、Webots、RobotDK、ARS等。CoppeliaSim相對簡單、友好，其Edu版本有完整的模擬和編輯功能，功能齊全，學(xué)校師生可以免費使用。任務(wù)實施：探索千姿百態(tài)的機器人Step01:安裝CoppeliaSim安裝（1）登錄CoppeliaSim官網(wǎng)： https:///（2）選擇DownloadsStep01:安裝CoppeliaSim安裝（3）選擇計算機操作系統(tǒng)所對應(yīng)的CoppeliaSim版本并下載。（4）下載的路徑最好是全英文的，雙擊.exe可執(zhí)行文件，逐步安裝即可。Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面CoppeliaSim操作界面12345678序號名稱1應(yīng)用程序欄菜單欄2水平工具欄3豎直工具欄4模型瀏覽器5場景層次結(jié)構(gòu)6顯示窗口7狀態(tài)欄8Lua源碼輸入行Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面①【應(yīng)用程序欄】：顯示軟件版本、當(dāng)前場景文件名、渲染時間、當(dāng)前模擬器狀態(tài)等?！静藛螜凇浚嚎梢栽L問軟件的所有功能。應(yīng)用程序欄菜單欄Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面②水平工具欄畫面平移畫面旋轉(zhuǎn)畫面縮放攝像畫面全景顯示選擇模型模型平移模型旋轉(zhuǎn)畫面控制畫面控制裝配集合DNA轉(zhuǎn)移撤銷重做物理引擎啟動仿真暫停仿真停止仿真實時仿真切換仿真速度控制反顯顯示頁面選擇Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面③豎直工具欄仿真設(shè)置場景對象屬性腳本配置形狀編輯模式顯示/隱藏模型瀏覽器顯示/隱藏場層次結(jié)構(gòu)顯示層級視頻錄制用戶設(shè)置④模型瀏覽器模型文件夾模型縮略圖Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面⑤場景層次結(jié)構(gòu)：顯示組成場景的所有對象。雙擊對象名稱：重命名雙擊圖標(biāo)：打開屬性窗口Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面⑥顯示窗口

CoppeliaSim將一個工程稱為一個場景（scene）。

顯示窗口是場景的主要查看頁面。Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面⑥顯示窗口

切換多個頁面視圖Step02:熟悉CoppeliaSim操作界面界面7狀態(tài)欄8Lua源碼輸入行Step03:不可移動機器人探索（1）機器人運動演示①

選擇non-mobile②拖拽ABBIRB360到顯示窗口模型瀏覽器模型瀏覽器顯示窗口Step03:不可移動機器人探索（1）機器人運動演示③點擊“模型平移”按鈕④單擊選中機器人⑤設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸——沿Z軸運動：取消X和Y軸勾選，只勾選Z軸Step03:不可移動機器人探索（1）機器人運動演示⑥鼠標(biāo)拖拽機器人，上下運動到合適位置Step03:不可移動機器人探索（1）機器人運動演示⑦點擊“開始”按鈕，機器人開始運動；點擊“停止”按鈕，機器人停止運動。①畫面旋轉(zhuǎn)Step03:不可移動機器人探索（2）機器人靜態(tài)觀察②畫面縮放Step03:不可移動機器人探索（2）機器人靜態(tài)觀察③模型旋轉(zhuǎn)Step03:不可移動機器人探索（2）機器人靜態(tài)觀察Step04:移動式機器探索機器人運動演示：①

選擇mobile②拖拽Asti到顯示窗口模型瀏覽器模型瀏覽器顯示窗口Step04:移動式機器探索機器人運動演示：③點擊“開始”按鈕，機器人開始運動；點擊“停止”按鈕，機器人停止運動。任務(wù)實施機械臂實踐任務(wù)1-3機器人仿真在Coppeliasim中，選擇最少兩款不可移動機器人、兩款可移動機器人進行運動仿真演示和靜態(tài)觀察。【作業(yè)提交】在Coppeliasim中，從不同角度觀察到的機器人圖像截圖，以機器人型號命名文件。Thankyou機器人，有“控”玩。任務(wù)2-2寫字畫畫《智能機械臂控制》

任務(wù)解析圖形化編程機械臂寫字畫畫通過DobotStudio控制機械臂進行寫字畫畫。任務(wù)實施：機械臂寫字畫畫安裝硬件前確認：設(shè)備關(guān)機、斷電！??！注意事項Dobot機械臂的末端執(zhí)行器——寫字畫畫套件

寫字畫畫套件：筆、夾筆器，其中，夾筆器內(nèi)徑為10mm。Step01:安裝寫字畫畫套件

末端執(zhí)行器筆夾筆器夾筆器內(nèi)徑為10mm步驟1:將筆安裝在末端夾具中。步驟2:用夾具鎖緊螺絲，將寫字套件的夾具鎖緊在機械臂末端。Step01:安裝寫字畫畫套件

安裝夾具鎖緊螺絲【筆的更換方法】用1.5mm內(nèi)六角扳手，擰松夾筆器上的四顆M3*5機米螺絲進行更換。Step01:安裝寫字畫畫套件

更換筆機米螺絲機米螺絲（1）機械臂通電、開機（參照任務(wù)2-1）（2）DobotStudio連接機械臂Step02:DobotStudio連接機械臂連接DobotStudio公共區(qū)域：末端套件選擇“筆”應(yīng)用區(qū)域：選擇“寫字&畫畫”Step03:DobotStudio寫字&畫畫寫字畫畫Step03:DobotStudio寫字&畫畫寫字畫畫工具欄插入圖形或文本繪圖區(qū)（1）【輸入文本】：愛國（2）調(diào)整文字在環(huán)形區(qū)域內(nèi)的位置，

超出范圍，文字外框會變紅，導(dǎo)致機械臂限位而無法正常寫字。Step04:寫字寫字（3）點擊工具欄“位置同步”按鈕，使得機械臂末端與界面位置同步。（4）在機械臂工作范圍內(nèi)放置一張紙，盡量讓筆位于紙的中心位置。Step04:寫字寫字（5）通過DobotStudio操作面板，調(diào)整Z軸高度，使得筆尖微壓紙張。Step04:寫字寫字（6）單擊“AutoZ”，獲取并保存當(dāng)前的Z軸值。Step04:寫字寫字（7）單擊“開始”，開始寫字。Step04:寫字寫字方式1：繪制軟件內(nèi)置圖形庫的圖形。Step05:畫畫畫畫方式2：繪制自己的圖像。Step05:畫畫畫畫（1）打開圖片（2）位圖轉(zhuǎn)SVG（3）置入主界面方式2：繪制自己的圖像。Step05:畫畫畫畫（4）圖像繪制中任務(wù)實施寫字畫畫隨堂任務(wù)

機械臂寫字畫畫（1）寫字：書寫24字社會主義核心價值觀的一組詞：

富強、民主、文明、和諧、

自由、平等、公正、法治，

愛國、敬業(yè)、誠信、友善。（2）圖形繪制：繪制一張與24字社會主義核心價值觀相關(guān)的圖形。（3）寫字：書寫自己的姓名【作業(yè)提交】(1)書寫過程截圖。(2)寫字和畫畫拍照Thankyou機器人，有“控”玩。任務(wù)3-1積木搬運（圖形化編程）《智能機械臂控制》

知識鏈接：機械臂基礎(chǔ)基礎(chǔ)知識1.機械臂結(jié)構(gòu)機械臂組成：底座、大臂、小臂、末端執(zhí)行器坐標(biāo)系：關(guān)節(jié)坐標(biāo)系、笛卡爾坐標(biāo)系機械臂端口：底座端口、小臂端口2.機械臂開機、關(guān)機及告警處理

開機步驟：大小臂夾角約45度角,開機鍵

告警處理：按下“解鎖”按鈕，調(diào)整機械臂姿態(tài)

關(guān)機：關(guān)機鍵、等待歸位、斷電3.上位機軟件DobotStudio

示教、畫畫、圖形化編程、腳本編程。。。任務(wù)解析圖形化編程積木搬運（圖形化編程）通過DobotStudio進行Blockly圖形化編程，實現(xiàn)積木搬運動作。任務(wù)實施：積木搬運(圖形化編程）Step01:開機圖形化編程姿態(tài)大臂小臂夾角約45°電源按下電源按鈕等待等待約5秒一聲短響指示燈黃色：等待綠色：正常紅色：異常約45°電源開關(guān)Step01:開機圖形化編程開機：指示燈紅燈異常：限位約45°按住解鎖按鈕拖動大臂和小臂大臂和小臂夾角約45°Step02:連接上位機圖形化編程DobotStudioStep03:歸零圖形化編程機械臂在出廠時已進行過校準(zhǔn)，如果機械臂在運行過程中發(fā)生碰撞或丟步，導(dǎo)致坐標(biāo)讀數(shù)異常，此時需對機械臂進行歸零操作，提高定位精度。首次使用機械臂時，建議先歸零注意：機械臂運動范圍內(nèi)無障礙物開始歸零歸零歸零成功一聲短響指示燈綠色Step04:Blockly編程圖形化編程進入“Blockly”界面Blockly

是一套圖形化編程平臺。通過該平臺，用戶可通過拼圖的方式進行編程來控制機械臂的運行，直觀易懂。Step04:Blockly編程圖形化編程圖形化模塊選擇區(qū)Blockly編程區(qū)Blockly圖形化模塊對應(yīng)的程序代碼機械臂運行日志信息Step05:積木搬運圖形化編程積木搬運起始坐標(biāo)目的坐標(biāo)積木尺寸(mm)初始位置搬運3個積木起始位置目標(biāo)位置Z軸坐標(biāo)調(diào)整任務(wù)實施圖形化編程隨堂任務(wù)

積木搬運（圖形化編程）通過DobotStudio進行Blockly圖形化編程，實現(xiàn)積木搬運動作。（1）學(xué)號尾號為奇數(shù)：實現(xiàn)3個積木（25mm）搬運，其中：

起始地點積木垂直疊放，目標(biāo)地點積木水平擺放（2）學(xué)號尾號為偶數(shù)：實現(xiàn)4張紙牌(55x85mm)搬運，其中：

起始地點紙牌水平擺放，目標(biāo)地點紙牌垂直擺放【作業(yè)提交】：代碼截圖，機械臂搬運效果截圖Thankyou機器人，有“控”玩。任務(wù)3-2關(guān)節(jié)坐標(biāo)運動控制（腳本編程）《智能機械臂控制》

知識鏈接：腳本編程DobotMagician機械臂控制器支持兩類指令：立即指令與隊列指令。立即指令：控制器將在收到指令后立即處理該指令，而不管當(dāng)前控制器是否還在處理其他指令。返回值=0。隊列指令：控制器在收到指令后，會將該指令放入控制器內(nèi)部的指令隊列中。控制器將順序執(zhí)行指令。返回值=隊列命令索引。Step01:環(huán)境準(zhǔn)備腳本編程機械臂已正常開機機械臂與DobotStudio正常連接電源按鈕指示燈:綠色DobotStudioStep02:腳本編程腳本編程進入“腳本控制”界面可通過腳本控制機械臂的運行，DobotMagician提供豐富的API接口，如：速度/加速度設(shè)置、運動模式設(shè)置、I/O配置等，采用Python腳本語言開發(fā)，可供用戶二次開發(fā)時調(diào)用。Step02:腳本編程腳本編程區(qū)函數(shù)選擇函數(shù)解析運行、停止腳本編程Step03:關(guān)節(jié)坐標(biāo)運動控制腳本編程Step04:點到點PTP運動控制腳本編程隨堂任務(wù)

腳本編程基礎(chǔ)——積木搬運參考任務(wù)3-1積木搬運的通用代碼，通過DobotStudio進行腳本編程，實現(xiàn)積木搬運【作業(yè)提交】：積木搬運腳本截圖任務(wù)實施Thankyou機器人，有“控”玩。任務(wù)3-3積木搬運（python編程）《智能機械臂控制》

任務(wù)解析python積木搬運（python編程）通過pycharm進行python編程，實現(xiàn)積木搬運動作。函數(shù)查詢：Dobot-Magician-API-V1.2.3.pdf任務(wù)實施：積木搬運（python）Step01：環(huán)境搭建（1）開始菜單，打開Anaconda->AnacondaPrompt（2）獲取虛擬環(huán)境路徑

condainfo–e

PythonStep01：環(huán)境搭建（3）將pp_py37.tar.gz拷貝到虛擬環(huán)境所在文件夾（4）右擊，解壓到當(dāng)前文件夾PythonStep02：新建工程Python（1）在磁盤根目錄下新建文件夾ArmPy（2）打開Pycharm，新建工程Step02：新建工程（3）輸入ArmPy文件夾路徑、勾選編譯器PythonStep02：新建工程（4）在Conda環(huán)境下，選擇pp_py37虛擬環(huán)境PythonStep02：新建工程（5）創(chuàng)建工程PythonStep03：創(chuàng)建目錄（1）創(chuàng)建目錄（2）輸入目錄名稱：python_blockPythonStep04：創(chuàng)建python文件在目錄python_block下，創(chuàng)建python文件:

DobotControl_block.pyPython在pycharm右下角，再次確認環(huán)境：Step05：拷貝機械臂動態(tài)庫將機械臂動態(tài)庫拷貝到目錄python_block下Python積木搬運Step61導(dǎo)入庫函數(shù)定義連接狀態(tài)初始化動態(tài)庫連接機械臂Step06:代碼編寫積木搬運Step62機械臂動作控制函數(shù)Step06:代碼編寫積木搬運Step63機械臂斷開連接函數(shù)主函數(shù)Step06:代碼編寫Step71拷貝blockly積木搬運對應(yīng)的python代碼注意：此處以積木搬運為例，大家需根據(jù)任務(wù)要求，修改blockly代碼Step07:圖形化編程代碼移植積木搬運積木搬運DobotStudio代碼拷貝到python文件Step72將積木代碼拷貝到python文件注意：要做代碼縮進，Tab鍵Step07:圖形化編程代碼移植積木搬運Step73：修改代碼（1）去掉所有指令后的Ex后綴，

目前的DLL版本不支持帶Ex后綴的指令Step07:圖形化編程代碼移植積木搬運Step74：修改代碼（2）末端執(zhí)行器控制函數(shù)，需要在括號里面添加最后一項參數(shù)，

"isQueued=1",如果不寫，默認是"isQueued=0"

因為所有的指令都是隊列模式，即：命令加入隊列后逐個執(zhí)行，

末端執(zhí)行器的指令也需加入隊列Step07:圖形化編程代碼移植積木搬運Step75：修改代碼（3）在最后一項指令，前面添加lastIndex=末尾添加[0]

獲取最后一條指令的執(zhí)行索引，為后面等待時長設(shè)置依據(jù)Step07:圖形化編程代碼移植積木搬運Step76將api替換為self.api最終的代碼注意：要做代碼縮進，Tab鍵Step07:圖形化編程代碼移植任務(wù)實施積木搬運隨堂任務(wù)積木搬運（python）通過pycharm進行python編程，實現(xiàn)積木搬運動作。（1）學(xué)號尾號為奇數(shù)：實現(xiàn)3個積木（3cm）搬運，其中：

起始地點積木垂直疊放，目的地積木水平擺放。（2）學(xué)號尾號為偶數(shù)：實現(xiàn)4張紙牌(5.5x8.5cm)搬運，其中：

起始地點紙牌水平擺放，目的紙牌垂直擺放?！咀鳂I(yè)提交】：代碼截圖，機械臂搬運截圖。Thankyou機器人，有“控”玩。任務(wù)3-4人臉解鎖機械臂《智能機械臂控制》

人臉識別人臉解鎖機械臂解鎖成功：機械臂開始積木搬運解鎖失?。簷C械臂不動作任務(wù)解析知識鏈接1：face_recognition人臉識別人臉識別face_recognition是一個功能強大、簡單且易上手的人臉識別開源項目。基于face_recognition人臉識別庫，可以使用Python和命令行工具提取、識別、操作人臉。face_recognition人臉識別基于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的C++開源庫dlib中的深度學(xué)習(xí)模型，并在LabeledFacesintheWild人臉數(shù)據(jù)集進行了測試，可達到99.38%的準(zhǔn)確率。face_recognition項目網(wǎng)址：https:///ageitgey/face_recognition安裝方法：pip3installface_recognition知識鏈接1：face_recognition人臉識別人臉識別face_recognition特性1：從圖片中找到人臉importface_recognitionimage=face_recognition.load_image_file(“l(fā)ena.jpg")top,right,bottom,left=face_recognition.face_locations(image)face_image=image[top:bottom,left:right]知識鏈接1：face_recognition人臉識別人臉識別face_recognition特性2：識別人臉關(guān)鍵點（眼睛、鼻子、嘴和下巴等）importface_recognitionimage=face_recognition.load_image_file("your_file.jpg")face_landmarks_list=face_recognition.face_landmarks(image)知識鏈接1：face_recognition人臉識別人臉識別face_recognition特性3：識別圖片中的人是誰importface_recognitionknown_image=face_recognition.load_image_file(“l(fā)ena.jpg")unknown_image=face_recognition.load_image_file("unknown.jpg")lena_encoding=face_recognition.face_encodings(known_image)[0]unknown_encoding=face_recognition.face_encodings(unknown_image)[0]results=face_recognition.compare_faces([lena_encoding],unknown_encoding)“l(fā)ena”知識鏈接2：Dlib人臉識別Dlib是一個開源C++開工具箱，其中包含機器學(xué)習(xí)算法和工具，廣泛應(yīng)用于工業(yè)界和學(xué)術(shù)界。主要特點：機器學(xué)習(xí)算法、數(shù)值計算算法、圖形模型推理算法、圖像處理等。安裝：pipinstallcmakepipinstalldlib參考網(wǎng)址：http:/// http:///python/index.html攝像頭知識鏈接3：硬件介紹任務(wù)實施：人臉解鎖機械臂人臉識別（1）以任務(wù)3-3python工程為基礎(chǔ)（2）face拷貝到工程目錄。（3）新建python文件faceRecognition.pyStep01:工程搭建人臉識別（1）通攝像頭采集不少于3個人的人臉，

并進行裁剪，圖像推薦寬度480像素以下（2）圖像保存在目錄face\img\face_recognition下（3）每張圖片，以姓名拼音命名Step02:素材準(zhǔn)備人臉識別DobotControl_block.py注釋掉主函數(shù)(快捷鍵：Ctrl+/)；使得機械臂由上層控制Step03:機械臂控制代碼修改人臉識別Step04:faceRecognition.py（1）導(dǎo)入庫；設(shè)置人臉圖片目錄；

將myName修改為自己圖片的文件名人臉識別Step04:faceRecognition.py（2）加載圖片load_image_file；提取圖片特征點face_encodings人臉識別Step04:faceRecognition.py（3）連接機械臂；加載人臉特征；開啟攝像頭人臉識別Step04:faceRecognition.py（4）查找人臉位置、對人臉進行編碼人臉識別Step04:faceRecognition.py（5）人臉匹配人臉識別Step04:faceRecognition.py（6）人臉匹配成功，則控制機械臂動作python隨堂任務(wù)人臉解鎖機械臂人臉解鎖機械臂，實現(xiàn)積木搬運動作。（1）學(xué)號尾號為奇數(shù)：實現(xiàn)3個積木（2.5cm）搬運，其中：

起始地點積木垂直疊放，目的地積木水平擺放（2）學(xué)號尾號為偶數(shù)：實現(xiàn)4張紙牌(5.5x8.5cm)搬運，其中：

起始地點紙牌水平擺放，目的紙牌垂直擺放【作業(yè)提交】：代碼截圖，人臉識別截圖。任務(wù)實施Thankyou機器人，有“控”玩。任務(wù)4-1機器臂搬運分揀《智能機械臂控制》

任務(wù)解析搬運分揀第一臺機械臂Dobot1用于搬運物塊，第二臺機械臂Dobot2用于分揀物塊。（1）機械臂底座接口知識鏈接1：機械臂接口底座接口序號說明1復(fù)位按鍵，復(fù)位MCU程序此時底座指示燈變?yōu)辄S色。約5秒后，復(fù)位成功，底座指示燈變?yōu)榫G色2功能按鍵。

短按一下：執(zhí)行脫機程序

長按2s以上：啟動回零操作3UART接口/通信接口，可連接藍牙、WIFI模塊。采用Dobot協(xié)議4USB接口，連接PC進行通信5電源，連接電源適配器6外設(shè)接口，可連接氣泵、擠出機、傳感器等外部設(shè)備。詳見：Dobot-Magician-User-Guide-V1.7.0.pdf知識鏈接1：機械臂接口底座接口（1）機械臂底座接口——外設(shè)接口PeripheralInterface接口說明SW1氣泵盒電源接口/自定義12V可控電源輸出SW2自定義12V可控電源輸出Stepper1自定義步進電機接口:3D打印擠出機接口（3D打印模式）傳送帶電機接口滑軌電機接口Stepper2自定義步進電機接口GP1氣泵盒控制信號接口/光電傳感器接口/顏色傳感器接口/自定義通用接口GP2自定義通用接口/顏色傳感器接口/滑軌回零開關(guān)接口知識鏈接1：機械臂接口底座接口（1）機械臂底座接口——外設(shè)接口：引腳定義詳見：Dobot-Magician-User-Guide-V1.7.0.pdf步進電機1步進電機2復(fù)用IO復(fù)用IO接口類型說明IO電平輸入、電平輸出PWM脈沖寬度調(diào)制接口，即：改變平均電壓大小REV正反轉(zhuǎn)控制ADC模擬信號轉(zhuǎn)數(shù)字信號接口知識鏈接1：機械臂接口底座接口（1）機械臂底座接口——通信接口CommunicationInterface接口說明電源接口5V、GND；12V、GND串口UARTRX，TX復(fù)位nRSTEIO18電平輸出（3.3V）EIO19電平輸入（3.3V）EIO20StopKey；電平輸入（3.3V）（2）小臂外設(shè)接口知識鏈接1：機械臂接口小臂接口序號標(biāo)識說明1GP3R軸舵機接口/自定義通用接口2GP4自動調(diào)平接口/光電傳感器接口/顏色傳感器接口/自定義通用接口3GP5激光雕刻信號接口/光電傳感器接口/顏色傳感器接口/自定義通用接口4SW33D打印加熱端子接口（3D打印模式）/自定義12V可控電源輸出5SW43D打印加熱風(fēng)扇（3D打印模式）/激光雕刻電源接口/自定義12V可控電源輸出6ANALOG3D打印熱敏電阻接口（3D打印模式）（2）小臂外設(shè)接口：引腳定義知識鏈接1：機械臂接口小臂接口接口類型說明電源接口12V、5V、GNDPWM脈沖寬度調(diào)制接口，即：改變平均電壓大小ADC模擬信號轉(zhuǎn)數(shù)字信號接口（3）機械臂底座——指示燈知識鏈接1：機械臂接口指示燈狀態(tài)說明綠色常亮正常黃色常亮啟動狀態(tài)藍色常亮脫機狀態(tài)藍色閃爍正在執(zhí)行回零操作、正在進行自動調(diào)平紅色常亮處于限位狀態(tài)、報警未清除、3D打印套件連接錯誤微型傳送帶42步進電機步距角=1.8度聯(lián)動軸直徑=36mm知識鏈接2：傳送帶傳送帶傳送帶參數(shù)運行負載500g有效運載長度600mm最大速度120mm/s最大加速度1200mm/s2尺寸700mmx215mmx60mm重量4.2kg傳送帶傳送帶與機械臂的連接方式知識鏈接2：傳送帶Stepper1針腳定義傳送帶傳送帶與機械臂的連接方式知識鏈接2：傳送帶傳送帶測試【傳送帶測試】選擇電機編號：STEPPER1理論速度:<=120mm/s實測：速度<=75mm/s知識鏈接2：傳送帶傳感器【功能】:檢測開關(guān)前方一定距離是否有物體。如檢測到物體，紅色指示燈亮，讀取結(jié)果為1，否則燈滅，讀取結(jié)果為0知識鏈接3：光電開關(guān)連接方式：傳感器測試【光電傳感器測試】知識鏈接3：光電開關(guān)傳感器【功能】：識別3種基本的顏色：藍色、綠色、紅色。

當(dāng)檢測到相應(yīng)的顏色時，對應(yīng)的變量值為1,其他變量值為0。舉例：如檢測紅色木塊，得到的結(jié)果為：R=1，G=0，B=0知識鏈接4：顏色識別傳感器顏色識別傳感器供電電源3-5V可檢測不發(fā)光物體顏色白色LED：亮、滅可控連接方式傳感器測試【顏色傳感器測試】知識鏈接4：顏色識別傳感器任務(wù)實施：積木搬運分揀Step01:硬件安裝搬運分揀【注意事項】：關(guān)機->斷電->安裝請在機械臂完全斷電的情況下，斷開或者連接外部設(shè)備，關(guān)閉機械臂時，待指示燈熄滅后，機械臂才完全斷電。搬運分揀Step01:硬件安裝安裝工具Step01:硬件安裝搬運分揀參照下圖：1.擺放機械臂、傳送帶、定位板。

2.安裝傳送帶、光電開關(guān)和顏色傳感器。機械臂1機械臂2傳送帶定位板定位板搬運分揀

將傳送帶電機線連接到第一臺機械臂（右側(cè)的）的底座接口Stepper1上。

Step01:硬件安裝——傳送帶搬運分揀將顏色傳感器導(dǎo)線接到第二臺機械臂（左側(cè)的）底座接口GP2Step01:硬件安裝——顏色傳感器搬運分揀將紅外光電傳感器導(dǎo)線接到第二臺機械臂（左側(cè)的）小臂接口GP4Step01:硬件安裝——光電開關(guān)搬運分揀設(shè)置兩臺機械臂的回零點。

機械臂回零點可以設(shè)置高一點，防止回零過程中碰撞導(dǎo)致丟步。如果丟步需要重新回零機械臂

（1）打開DobotStudio，連接機械臂并單擊“示教在線”。Step02:回零點設(shè)置搬運分揀（2）按住“解鎖”按鈕，調(diào)整機械臂到需要設(shè)置的零點位置，松手則位置坐標(biāo)自動保存

雙擊數(shù)字可以對位置值做微調(diào)。Step02:回零點設(shè)置搬運分揀（3）在該點位位置單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“設(shè)置為回零位置”。Step02:回零點設(shè)置搬運分揀（4）設(shè)置成功后，會彈出“確認”窗口。單擊“歸零”操作，確定是否成功，如沒有，請按機械臂底座后面的reset鍵復(fù)位后重復(fù)上述操作。

Step02:回零點設(shè)置搬運分揀第一臺機械臂Dobot1用于搬運物塊，第二臺機械臂Dobot2用于分揀物塊。運行兩個DobotStudio客戶端，分別打開Blockly，編寫“搬運”和“分揀”程序。Step03:軟件設(shè)計圖形化編程第一臺機械臂:搬運程序pickplace【獲取“調(diào)試點”位置】按住搬運機械臂的“解鎖”鍵將機械臂移動到第一塊積木的位置。讓吸盤處于積木上方正中間位置。根據(jù)獲取值修改XYZStep03:軟件設(shè)計——搬運程序圖形化編程第一臺機械臂:搬運程序pickplace【獲取“放置點”位置】勾選“吸盤”，讓吸盤吸住積木，按住小臂“解鎖”鍵，將積木移動到傳送帶上搬運的起始位置根據(jù)獲取值修改XYZStep03:軟件設(shè)計——搬運程序圖形化編程OyxjkO機械臂坐標(biāo)運動方向坐標(biāo)Step03:軟件設(shè)計——搬運程序吸盤下壓根據(jù)積木位置，修正X、Y坐標(biāo)X、Y坐標(biāo)的微調(diào)量計算吸盤上升【積木搬運程序】321654987圖形化編程【傳送帶“停止”位置】設(shè)置傳送帶的運行速度和時間來控制傳送帶運行距離，從而使積木到達光電開關(guān)位置，準(zhǔn)確地停留在分揀機械臂抓取范圍內(nèi)?？紤]：通過光電開關(guān)控制傳送帶啟停？Step03:軟件設(shè)計——搬運程序設(shè)置傳送帶電機速度設(shè)置運行時間停止運行【控制傳送帶延時停止】圖形化編程第二臺機械臂:分揀程序sorting【獲取“抓取點”位置】按住搬運機械臂的“解鎖”鍵將機械臂移動到積木停放的位置。讓吸盤處于積木上方正中間位置。根據(jù)獲取值修改XYZStep03:軟件設(shè)計——分揀程序圖形化編程第二臺機械臂:分揀程序sorting【獲取“顏色識別”位置】勾選吸盤，讓吸盤吸住積木，按住小臂“解鎖”鍵，將積木移動到顏色傳感器上方（距離顏色傳感器不要太遠，5mm~10mm即可）根據(jù)獲取值修改XYZStep03:軟件設(shè)計——分揀程序圖形化編程第二臺機械臂:分揀程序sorting【獲取“放置”位置】按住小臂“解鎖”鍵，用機械臂將積木移動到想要的放置位置（位置需可達）根據(jù)獲取值修改XYZStep03:軟件設(shè)計——分揀程序圖形化編程第二臺機械臂:分揀程序sorting【識別顏色、分類擺放】Step03:軟件設(shè)計——分揀程序圖形化編程第二臺機械臂:分揀程序sorting【抓取、顏色識別、分類擺放積木】讀取光電傳感器數(shù)值，控制機械臂吸取積木，進行顏色識別，按照顏色，分別擺放積木準(zhǔn)備抓取時，Z軸方向要高于積木Step03:軟件設(shè)計——分揀程序搬運分揀Step04:系統(tǒng)運行調(diào)試第一臺機械臂Dobot1用于搬運物塊，第二臺機械臂Dobot2用于分揀物塊。搬運分揀任務(wù)4-1基礎(chǔ)：傳送帶-光電-顏色傳感器測試通過DobotStudio進行Blockly圖形化編程，實現(xiàn)：（1）傳送帶啟停測試（2）光電傳感器測試，輸出測試結(jié)果（3）顏色傳感器測試，輸出測試結(jié)果【作業(yè)提交】：代碼截圖，提交職教云任務(wù)實施搬運分揀任務(wù)4-1進階：積木搬運分揀（圖形化編程）通過DobotStudio進行Blockly圖形化編程，實現(xiàn)積木搬運分揀。（1）學(xué)號尾號為奇數(shù)：實現(xiàn)3x3x2個積木搬運分揀。（2）學(xué)號尾號為偶數(shù)：實現(xiàn)2x2x2個積木搬運分揀?！咀⒁狻浚嚎紤]Z軸高度的變化【作業(yè)提交】：代碼截圖，機械臂搬運分揀拍照任務(wù)實施Thankyou機器人，有“控”玩。傳感器測試【顏色傳感器測試】知識鏈接4：顏色識別傳感器任務(wù)4-2有“感情”的傳送帶《智能機械臂控制》主講教師：王拓python

“有感情”的傳送帶（python）根據(jù)人臉表情，調(diào)整傳送帶速度（0-120mm/s）（基于任務(wù)3-4

人臉識別工程）任務(wù)解析人臉檢測detectMultiScale()OpenCVHaar特征分類器人臉圖像處理人臉表情識別預(yù)測CNN分類模型表情標(biāo)簽（0-6）傳送帶速度控制python任務(wù)解析攝像頭圖像66*20120mm/s知識鏈接1：OpenCV人臉檢測人臉檢測（1）Haar特征和級聯(lián)分類器

Haar特征和級聯(lián)分類器是一種經(jīng)典的“目標(biāo)檢測算法”，適用于檢測物體在圖像中的位置、大小和姿態(tài)等。在OpenCV中，提供了訓(xùn)練好的Haar特征和級聯(lián)分類器XML文件，該文件中會描述人體各個部位的Haar特征值。包括：人臉、眼睛、嘴唇等等。Haar特征和級聯(lián)分類器存放目錄：OpenCV安裝目錄中\(zhòng)data\haarcascades目錄下。知識鏈接1：OpenCV人臉檢測人臉檢測（1）Haar特征和級聯(lián)分類器OpenCV-pythonhaarcascade各種分類器文件位置打開分別輸入命令：condaactivatepp_py37pipshowopencv-python為方便程序調(diào)用、移植，本任務(wù)中，將分類器放到當(dāng)前工程文件夾face/haarcascades目錄下知識鏈接1：OpenCV人臉檢測人臉檢測（2）多尺度測函數(shù)detectMultiScale()OpenCV中的detectMultiScale函數(shù)可基于物體的特征定位（如Haar特征）檢測圖像中是否包含指定的物體。

檢測器以移動窗口形式搜索圖像，并在每一個窗口運行特征定位，判斷是否存在特定的物體。如果特征定位返回積極的結(jié)果，則說明該窗口存在目標(biāo)物體，算法會保留該窗口位置以及物體在圖像中的精確輪廓。知識鏈接1：OpenCV人臉檢測人臉檢測（3）使用detectMultiScale()進行人臉檢測【參數(shù)說明】image——待檢測圖片，一般為灰度圖像，加快檢測速度；scaleFactor——搜索窗口的比例系數(shù)，每次圖像尺寸減小的比例，默認為1.1，即每次縮小10%minNeighbors——默認3，每一個目標(biāo)至少要被檢測到3次才算是真的目標(biāo)flags——使用默認值，新版未使用minSize——檢測到的人臉最小尺寸maxSize——檢測到的人臉最大尺寸【返回值】：目標(biāo)對象的矩形框向量組知識鏈接2：傳送帶控制傳送帶（1）電機速度設(shè)置函數(shù)dType.SetEMotor(api,index,isEnabled,speed,isQueued=0)api:Dobot庫的對象.index：電機編號：0：Stepper1；1：

Stepper2isEnabled：開關(guān)狀態(tài)：0：關(guān)，1：開speed：運轉(zhuǎn)速度，脈沖數(shù)/秒isQueued：隊列模式使用開關(guān)狀態(tài)：1∶使用隊列模式，0：不使用隊列模式返回：隊列模式：隊列命令索引；立即模式：0知識鏈接2：傳送帶控制傳送帶（2）已知：42步進電機，步距角=1.8度；聯(lián)動軸直徑=36mm求解：速度V(mm/s)對應(yīng)的脈沖數(shù)/秒①每周脈沖數(shù)已知：步距角=1.8度可得：每周脈沖數(shù)Pulses=360.0/1.8=200②1mm對應(yīng)的脈沖數(shù)已知：聯(lián)動軸直徑=36mm可得：聯(lián)動軸周長C=3.14*36.0≈113.04mm200脈沖/113.04mm=1.769脈沖/mm;每走1mm，需要發(fā)送1.769個脈沖

③傳送帶最大速度120mm/s;

速度脈沖最大值

=120*1.769≈212脈沖/秒知識鏈接2：傳送帶控制傳送帶（2）已知：42步進電機，步距角=1.8度；聯(lián)動軸直徑=36mm求解：速度V(mm/s)對應(yīng)的脈沖數(shù)/秒

④步進電機進行了10*16的細分，則：任意速度V(mm/s),對應(yīng)的每秒脈沖數(shù)為：P=V*1.769*10.0*16.0

步進電機速度范圍：0~212脈沖/秒任務(wù)實施：人臉表情驅(qū)動傳送帶python注意：確保機械臂已經(jīng)關(guān)機、斷電；傳送帶斷電?。。tep01:環(huán)境準(zhǔn)備傳送帶與機械臂底座stepper1連接pycharm工程pythonDobotControl_block.py

編寫傳送帶控制函數(shù)ARM_ConveyorStep02:傳送帶控制pythonemotion.py①導(dǎo)入庫②定義人臉檢測器③加載表情識別CNN模型④定義表情標(biāo)簽Step03:人臉表情識別（1）pythonemotion.py

：cv2ImgAddText()圖片上添加中文顯示Step03:人臉表情識別（2）pythonStep03:人臉表情識別（3）emotion.py①機械臂初始化②開啟攝像頭

采集圖像、圖像預(yù)處理pythonStep03:人臉表情識別（4）emotion.py①通過OpenCV檢測人臉②逐個計算人臉圖像面積pythonStep03:人臉表情識別（5）emotion.py①找出面積最大的人臉②人臉圖像處理③

識別人臉表情④

設(shè)置傳送帶速度⑤

繪制人臉框pythonStep03:人臉表情識別（6）emotion.py①顯示結(jié)果圖像②調(diào)整傳輸帶速度③

攝像頭關(guān)閉④

與機械臂斷開串口連接python隨堂任務(wù)“有感情”的傳送帶（python）通過pycharm進行python代碼編程：（1）完善傳送帶控制函數(shù)ARM_Conveyor（2）撰寫人臉表情識別代碼emotion.py【作業(yè)提交】：傳輸帶控制函數(shù)ARM_Conveyor代碼截圖，

人臉表情控制傳送帶運動視頻截圖。任務(wù)實施Thankyou機器人，有“控”玩。智能產(chǎn)品設(shè)計制作綜合實訓(xùn)

——機械臂視覺抓取系統(tǒng)合作QQ：243001978CONTENTS目錄積木識別與抓取撲克牌識別與抓取合作QQ：243001978Part1積木識別與抓取1.1靜態(tài)積木識別與定位抓取

OpenCV識別，定位吸取，定位抓?。?）1.2靜態(tài)積木識別與任意位置抓取

相機標(biāo)定，坐標(biāo)系變換，隨意位置抓?。?）實訓(xùn)安排Part2撲克牌識別與抓取2.1撲克牌識別（OpenCV）（4）2.2靜態(tài)撲克牌任意位置吸?。?）2.3撰寫實訓(xùn)報告（4）任務(wù)5-1積木識別《智能機械臂控制》知識鏈接1：積木識別抓取的流程工作流程1.積木識別獲取積木中心像素坐標(biāo)2.坐標(biāo)變換像素坐標(biāo)->機械臂坐標(biāo)3.抓取機械臂運動控制知識鏈接2：圖像預(yù)處理OpenCV圖像噪聲是指存在于圖像數(shù)據(jù)中不必要的或多余的干擾信息，噪聲會讓圖像變得不清楚，妨礙人們對圖像進行理解。（1）來源：噪聲可能來自于圖像獲取、傳輸、處理或存儲過程中的各種因素。（2）表現(xiàn)形式：噪聲在圖像中常表現(xiàn)為一些孤立的像素點或像素塊，它們與要研究的對象不相關(guān)，以無用的信息形式出現(xiàn)，擾亂圖像的可觀測信息。積木識別——預(yù)備知識：圖像的噪聲知識鏈接2：圖像預(yù)處理OpenCV圖像噪聲種類：高斯噪聲、椒鹽噪聲、斑點噪聲、泊松噪聲等。積木識別——預(yù)備知識：圖像的噪聲高斯噪聲椒鹽噪聲每個像素點的噪聲服從獨立同分布的高斯分布像素值突然變?yōu)樽畲蠡蜃钚≈抵R鏈接2：圖像預(yù)處理OpenCV圖像噪聲種類：高斯噪聲、椒鹽噪聲、斑點噪聲、泊松噪聲等。積木識別——預(yù)備知識：圖像的噪聲高斯噪聲產(chǎn)生原因：圖像在拍攝時不夠明亮、亮度不夠均電路各元器件自身噪聲和相互影響；傳感器長期工作溫度過高等。采用高斯濾波器進行處理知識鏈接2：圖像預(yù)處理OpenCV圖像噪聲種類：高斯噪聲、椒鹽噪聲、斑點噪聲、泊松噪聲等。積木識別——預(yù)備知識：圖像的噪聲椒鹽噪聲產(chǎn)生原因：一般低光照條件下，圖像的噪聲多為椒鹽噪聲而不是高斯噪聲，比如礦井下的圖像。椒鹽噪聲通常使用中值濾波器進行處理。知識鏈接2：圖像預(yù)處理OpenCVS0:原圖S1:高斯模糊減少圖像噪聲、降低細節(jié)層次積木識別：知識鏈接3：標(biāo)準(zhǔn)的HSV空間視覺識別汽車剮蹭——掉漆知識鏈接3：標(biāo)