自动堆垛式载运机器人设计含SW三维及10张CAD图

自动堆垛式载运机器人设计含SW三维及10张CAD图,自动,堆垛,载运,机器人,设计,SW,三维,10,CAD XX设计（XXX） XX 题 目：自动堆垛式载运机器人的设计 英文题目：The design of potato peeler 学 院：________________________ 专 业：________________________ 姓 名：________________________ 学 号：________________________ 指导教师：________________________ 20XX年2月27日 摘要 本文运用大学所学的知识，提出了自动堆垛式载运机器人的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了自动堆垛式载运机器人总的指导思想，从而得出了该自动堆垛式载运机器人的优点是高效，经济，并且安全系数高，对提高货物搬运以及装配效率，减少人工投入等等起到了很大的作用的结论。 该自动堆垛式载运机器人是对传统的多自由度机器人的工作原理进行理解，本机器人由底盘、回转机构、升降机构、平移机构、手爪和驱动机构组成。该机器人能实现多个自由度，从而可以从多方位多角度来对货物进行搬运和卸载。 关键词：自动堆垛式载运机器人；计算；自由度；驱动机构；搬运 I Abstract This paper is using the university knowledge, automatic stacker carrying robot structure composition, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check is proposed, constructed the general guiding principle of robot automatic stacker carrying, resulting in the the automatic stacker carrying advantage for the robot is efficient, economic, and high safety factor, to improve cargo handling and assembly efficiency, reduce artificial input and so on plays a great role in the conclusion. The automatic stacking carrying robot is the working principle of traditional multi degree of freedom robot to understand, the robot is composed of a chassis, slewing mechanism, lifting mechanism, a translational mechanism, gripper and a driving mechanism. The robot can achieve multiple degrees of freedom, which can be from various angles to handling and unloading of goods. Keywords: automatic stacker robot；carrying calculate；the degrees of freedom； drive mechanism for handling II XXX设计（XXX） 目 录 摘要 I Abstract II 1 绪论 1 1.1本课题研究的内容 1 1.2 机器人概述 2 1.3 机器人的组成和分类 3 1.3.1机器人的组成 3 1.3.2机器人的分类 4 2 自动堆垛式载运机器人结构的设计 5 2.1自动堆垛式载运机器人总体方案图 7 2.2 自动堆垛式载运机器人的工作原理 9 2.3 机械传动部分的设计计算 10 2.3.1旋转电机的选型计算 10 2.3.2夹爪升降气缸的选型计算 10 2.3.3轴承的选型计算 11 2.3.4 滚动导轨的设计 12 3 各主要零件部强度的校核计算 12 3.1 键的设计及危险截面校核 13 3.2 轴承的选取及校核 14 3.3 螺栓的校核 14 4 机器人的PLC控制系统设计 15 4.1可编控制器的选择 16 4.2可编程控制器的使用步骤 17 结 论 18 致 谢 19 参考文献 20 1 1 绪论 机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务领域：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。   不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有： 建立和发展机械工程的工程理论基础。例如，研究力和运动的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。 研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。机械产品的生产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产。销售对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在社会经济状况的影响下，可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。 1.1 本课题研究的内容 本次设计主要针对自动堆垛式载运机器人进行设计，从自动堆垛式载运机器人的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面： （1）到图书馆里查阅大量相关知识的资料，搜集出各类自动堆垛式载运机器人的原理及结构，挑选相关内容记录并学习。 （2）分析自动堆垛式载运机器人的结构与参数 （3）确定设计总体方案 （4）确定具体设计方案（包括底盘、回转机构、升降机构、平移机构、手爪和驱动机构的设计，电机，轴承等的选型设计等等） （5）自动堆垛式载运机器人的三维图的绘制、CAD装配图、零件图的绘制。 （6）说明书的编制与整理 1.2 机器人概述 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机器人是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机器人被称为“工业机器人”。生产中应用机器人可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机器人的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机器人。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机器人”，简称通用机器人。由于通用机器人能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。 1.3 机器人的组成和分类 1.3.1机器人的组成 机器人主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。各系统相互之间的关系如方框图2-1所示。 (一)执行机构 包括手部、主臂、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手在本课题中我们采用夹持式手部结构。夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛。平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夹式和内撑式;指数有双指式、多指式和双手双指式等。而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。传力机构型式较多时常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。 (二)驱动系统 驱动系统是驱动工业机器人执行机构运动的动力装置调节装置和辅助装置组成。常用的驱动系统有液压传动、 气压传动、机械传动。控制系统是支配着工业机器人按规定的要求运动的系统。目前工业机器人的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机器人按规定的程序运动， 并记忆人们给予机器人的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间)，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机器人的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。 (二)控制系统 控制系统是支配着工业机器人按规定的要求运动的系统。目前工业机器人的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机器人按规定的程序运动，并记忆人们给予机器人的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间)，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机器人的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。 (三)位置检测装置 控制机器人执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置. 1.3.2 机器人的分类 工业机器人的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统一的分类标准，在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。 (一)按用途分 机器人可分为专用机器人和通用机器人两种: 1、专用机器人 它是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。专用机器人具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点，适用于大批量的自动化生产的自动换刀机器人，如自动机床、自动线的上、下料机器人和‘叻口工中心” 2、通用机器人 它是一种具有独立控制系统的、程序可变的、动作灵活多样的机器人。格性能范围内，其动作程序是可变的，通过调整可在不同场合使用，驱动系统和控制系统是独立的。通用机器人的工作范围大、定位精度高、通用性强，适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。通用机器人按其控制定位的方式不同可分为简易型和伺服型两种:简易型以“开一关”式控制定位，只能是点位控制:可以是点位的，也可以实现连续轨控制，伺服型具有伺服系统定位控制系统，一般的伺服型通用机器人属于数控类型。 (二)按驱动方式分 1、液压传动机器人 是以液压的压力来驱动执行机构运动的机器人。其主要特点是:抓重可达几百公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。但对密封装置要求严格，不然油的泄漏对机器人的工作性能有很大的影响，且不宜在高温、低温下工作。若机器人采用电液伺服驱动系统，可实现连续轨迹控制，使机器人的通用性扩大，但是电液伺服阀的制造精度高，油液过滤要求严格，成本高。 2、气压传动机器人 是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机器人。其主要特点是:介质李源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机器人的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。 3、机械传动机器人 即由机械传动机构(如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇机构等)驱动的机器人。它是一种附属于工作主机的专用机器人，其动力是由工作机械传递的。它的主要特点是运动准确可靠，用于工作主机的上、下料。动作频率大，但结构较大，动作程序不可变。 4、电力传动机器人 即有特殊结构的感应电动机、直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动的械手，因为不需要中间的转换机构，故机械结构简单。其中直线电机机器人的运动速度快和行程长，维护和使用方便。此类机器人目前还不多，但有发展前途。 (三)按控制方式分 1、点位控制 它的运动为空间点到点之间的移动，只能控制运动过程中几个点的位置，不能控制其运动轨迹。若欲控制的点数多，则必然增加电气控制系统的复杂性。目前使用的专用和通用工业机器人均属于此类。 2、连续轨迹控制 它的运动轨迹为空间的任意连续曲线，其特点是设定点为无限的，整个移动过程处于控制之下，可以实现平稳和准确的运动，并且使用范围广，但电气控制系统复杂。这类工业机器人一般采用小型计算机进行控制。 2 自动堆垛式载运机器人结构的设计 2.1自动堆垛式载运机器人总体方案图 本次设计的自动堆垛式载运机器人能够实现抓取货物旋转，升降等功能。通过夹爪到指定的货物堆积的地方夹住货物，然后机器人的机械夹爪夹住货物上升，接着整个夹爪部位平移、后退到预定的放置货物的位置，夹爪松开，货物自动被放置在指定的位置。整个机器人的动作前程都是靠光电传感器检测信号，从而反馈信号给控制系统，通过中控系统来对机器人的各个执行机构进行有序地操作。其具体的方案结构图如下图1所示： 图1 方案结构图 2.2 自动堆垛式载运机器人的工作原理 该自动堆垛式载运机器人的工作原理为：改机器人通过夹爪到指定的货物堆积的地方夹住货物，然后机器人的机械夹爪夹住货物上升，接着整个夹爪部位平移、后退到预定的放置货物的位置，夹爪松开，货物自动被放置在指定的位置。整个机器人的动作前程都是靠光电传感器检测信号，从而反馈信号给控制系统，通过中控系统来对机器人的各个执行机构进行有序地操作。 2.3 机械传动部分的设计计算 2.3.1旋转电机的选型计算 N=＝400w G—旋转机构的负载，取100kg v—旋转机构的转速。 取v＝600r/m －传动效率，取0.75 根据N＝400w，n＝1440r/min选取型号为Y112M-4的电机。 由传动比标准系列查《机械设计手册》B2表2－1 初步取1.76 2.5。 2.3.2夹爪升降气缸的选型计算 根据系统工况可知，自动堆垛式载运机器人夹持货物是通过气缸推动夹爪机构来实现的，根据已知条件可知：夹爪机构的所有零件的重量为10kg。 已知夹爪部位各个零件的重量以及其他零部件的总重量为10KG，根据公式F=P*S=0.5(取气压0.6Mpa）*S,可得S=25mm。式中： F是所需要的输出力； P是系统压力； S就是活塞面积； n是安全系数，一般气缸水平使用取0.7，垂直使用取0.5； 于是算出气缸缸径为50mm，行程根据实际情况我们选择200，所以我们选择AIRTAC50X200标准型气缸。 2.3.3 轴承的选型计算 根据根据条件，轴承预计寿命16×365×8=48720小时； (1）已知nⅡ=458.2r/min 两轴承径向反力：FR1=FR2=500.2N； 初先两轴承为深沟球轴承6204型。 根据课本P265（11-12）得轴承内部轴向力FS=0.63FR则FS1=FS2=0.63FR1=315.1N； (2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0  故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端 FA1=FS1=315.1N   FA2=FS2=315.1N； (3)计算当量载荷 P1、P2根据课本P263表（11-9）取f P=1.5;根据课本P262（11-6）式得 P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N；  P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N；  (4)轴承寿命计算 ∵P1=P2故取P=750.3N；  ∵深沟球轴承 ε=3； 2.3.4 滚动导轨的设计 设导轨的滑座数M＝4个，每分钟往复4次，载荷F∑＝2800N ，工作台丝杠载荷每天开机6h，每年300个工作日，寿命8年，由所设条件得该导轨的额定工作时间。 寿命Th＝6×300×8＝14400h 由Th＝Ts×103/2Lsn => Z向导轨 Ts＝2Th·Lsn/103＝2×14400×0.34×4×60/103＝2350km Y向导轨Ts＝2Th·Lsn/103＝2×14400×0.25×4×60/103＝1728km 因滑座数M=4所以每导轨上使用2个滑座。 fC＝0.81；fH＝1;fT＝1;fW＝2 => Ts＝K(fHXfTXfCX/fWXCa/F)3 =>Ca＝F(Ts/K)1/3fw/(fH fT fC) 其中F＝ F∑/M＝2800/4＝700N =>Z向 Ca＝700(2350/50)1/3×2/(0.81×1×1) ＝5333N 若选汉江机床厂的HJG-D系列滚动导轨， 选用HJG-D25型号能满足要求,同理Y向取HJG-D25型号。 3 各主要零件部强度的校核计算 3.1 键的设计及危险截面校核 键联结是通过键实现轴和轴上零件的周向固定以传递运动和转矩。其中有类型也可以实现轴向固定和传递轴向力，有些类型并能实现轴向动联结，于在圆锥筛的轴上主要通过键来实现传递转矩和轴向固定所以，只需选用常见的普通平键，键的类型可根据使用要求、工作条件和联结的结构特点表5-3-15选定，键的长度根据轴毂的长度从标准中选取，键的b×h根据径来确定。 轴和同步带轮的联结，d=20mm, 参考资料2P5-194表5-3-18 (GB/T1095-1979) 选用B8×30，B6×25的普通A型平键，键长分别为30㎜、25mm。 3.2 轴承的选取及校核 轴承的选用在以上的说明中已经给出，选用的是带紧定套的滚子轴承，型号为22218CK/W33+H318，其基本参数为主要是额定载荷： C=240000N， =322000N，e=0.23,Y=2.5,，假定轴承的寿命为3年，每天工作10小时，一年工作300天，所以轴承的基本额定动载荷可按一下公式进行计算： C= 其中：C—基本额定动载荷计算值，N； P—当量动载荷，按式计算，为轴承所受径向载荷， 轴向动载荷，X为径向动载荷系数，Y为轴向动载荷系数； —寿命因数，按表7-2-8选取； —速度因数，按表7-2-9选取； —力矩载荷因数，力矩较小时=1.5,力矩较大时=2; —冲击载荷因数,按表7-2-10选取; —温度系数,按表7-2-11选取; —轴承尺寸及性能表中所列基本额定动载荷; 由表查得=1.19,=0.366,=1.5,=1.2（中等冲击）,=;1.0； 因为轴向载荷=0，即，所以当量动载荷 即，， ,所以此轴承选的合适,能满足要求。 4 机器人的PLC控制系统设计 4.1 可编程控制器的选择 目前，国际上生产可编程序控制器的厂家很多，如日本三菱公司的F系列PC,德国西门子公司的SIMATIC N5系列PC、日本OMRON(立石)公司的C型、P型PC等。考虑到本机器人的输入输出点不多，工作流程较简单，同时考虑到制造成本，因此在本次设计中选择了OMRON公司的C28P型可编程序控制器。 4.2 可编程序控制器的工作过程 可编程序控制器是通过执行用户程序来完成各种不同控制任务的。为此采用了循环扫描的工作方式。具体的工作过程可分为4个阶段。 第一阶段是初始化处理。 可编程序控制器的输入端子不是直接与主机相连，CPU对输入输出状态的询问是针对输入输出状态暂存器而言的。输入输出状态暂存器也称为I/0状态表.该表是一个专门存放输入输出状态信息的存储区。其中存放输入状态信息的存储器叫输入状态暂存器;存放输出状态信息的存储器叫输出状态暂存器。开机时，CPU首先使I/0状态表清零，然后进行自诊断。当确认其硬件工作正常后，进入下一阶段。 第二阶段是处理输入信号阶段。 在处理输入信号阶段，CPU对输入状态进行扫描，将获得的各个输入端子的状态信息送到I/0状态表中存放。在同一扫描周期内，各个输入点的状态在I/0状态表中一直保持不变，不会受到各个输入端子信号变化的影响，因此不能造成运算结果混乱，保证了本周期内用户程序的正确执行。 第三阶段是程序处理阶段。 当输入状态信息全部进入I/0状态表后，CPU工作进入到第三个阶段。在这个阶段中，可编程序控制器对用户程序进行依次扫描，并根据各I/0状态和有关指令进行运算和处理，最后将结果写入I/0状态表的输出状态暂存器中。 第四阶段是输出处理阶段。 CPU对用户程序已扫描处理完毕，并将运算结果写入到I/0状态表状态暂存器中。此时将输入信号从输出状态暂存器中取出，送到输出锁存电路，驱动输出继电器线圈，控制被控设备进行各种相应的动作。然后，CPU又返回执行下一个循环的扫描周期。 结 论 本文所设计的自动堆垛式载运机器人，该设计功能比较突出，通过构思，实施，计算，画图，论文总算完成了。在论文完成之际，我首先向我的导师致以衷心的感谢和崇高的敬意！在这期间，导师在学业上严格要求，精心指导，在生活上给了我无微不至的关怀，给了我人生的启迪，使我在顺利的完成学业阶段的学业的同时，也学到了很多做人的道理，明确了人生目标。导师严谨的治学态度，渊博的学识，实事求是的作风，平易近人、宽以待人和豁达的胸怀，深深感染着我，使我深受启发，必将终生受益。经过近半年努力的设计与计算，论文终于可以完成了，我的心里无比的激动。虽然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因为它是我用心、用汗水成就的，也是我在大学四年来对所学知识的应用和体现。四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的能力，更重要的是从周围的老师和同学们身上潜移默化的学到了许多。在此，向他们表示深深的谢意与美好的祝愿。 参考文献 [1] 孙恒、陈作模主编<<机械原理>>，高等教育出版社，2006年出版 [2] 濮良贵、纪名刚主编<<机械设计>>,高等教育出版社，2006年出版 [3] 大连理工大学主编<<机械制图>>,高等教育出版社，2007年出版 [4] 刘鸿问主编<<材料力学>>，高等教育出版社，2004年出版 [5] 成大先主编<<机械设计手册>>，化学工业出版社,2002年出版 [6] 天津大学主编<<工业机器人设计基础>>，天津科学技术出版社 1980年出版 [7] 章洪甲、王积伟主编<<液压与气压传动>>，机械工业出版，2005年出版 [8] 蔡自兴主编<<机器人学>>，清华大学出版社，2009年出版 [9] 李来英. <<注塑成型工艺.>> 北京：机械工业出版社 [10] 黄鹤汀主编，<<机械制造装备>>机械工业出版社 [11] 程康宁主编，《机械工程控制基础》西安交通大学出版社 [12] 王健民.二维图像测量机及图像式大尺寸弧长在线测量系统的研究[C].哈尔滨工业大学.博士学位论文,1998.12 [13] 王斧等.CCD精密测角系统[J].光电工程,1997,24(1):11~14. 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[18] 张大鹏.电子手册,电子工业出版社,2003年10月. 致 谢 经过三个月的时间，毕业设计的工作已经完成。在这次的毕业设计中不仅检验了我所学的知识，也培养了我如何去把我一件事情，如何完成一件事情。在设计过程中，和同学相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容。学会了理解，也学会了做人与处世。 毕业设计是我们大学四年中最重要的一次设计，也是对我们大学四年所学的做出评断，也是衡量自己是否适应这个社会的过程。通过这次毕业设计，我着实学到不少东西。比如如何运用SOLIDWORKS,WORD，CAD等软件。也掌握了我们所学专业机械设计及其自动化的发展与方向。让自己摸清了自己将来走的道路。综合运用所学课程的理论和生产实际知识进行一次自动堆垛式载运机器人设计工作的训练，从而培养了自己独立工作能力，巩固与扩充了这方面的内容。懂得了怎样分析方案，怎样确定方案，了解到了机器人的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准。 在此感谢我的指导老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，这次毕业设计中的每个细节都离不开老师的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次毕业设计。 由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教，我十分乐意接受你们的批评与指正，本人万分感谢。 16 2012 年全国职业院校技能大年全国职业院校技能大赛中职组机器人赛项赛中职组机器人赛项 ZKRT300 自动堆垛式载运机器人说明手册自动堆垛式载运机器人说明手册 北京中科远洋科技有限公司北京中科远洋科技有限公司 2 目目 录录 一.主要功能 3 二.性能参数4 三.操作说明5 四.使用维护6 五.装配调试说明6 3 一、主要功能：ZKRT-300型自动堆垛式载运机器人是面向职业教育类、工程教育类学生教学与实训而开发的教学机器人。它体现了基于工程设计的机械机构、机械传动技术和控制技术的完美结合，基于工程设计理念而开发，结构精巧，符合工程化设计标准，典型机构运用别具匠心，采用工业传感器，工程化布线、接线，融合多项核心专利技术开发而成。本产品非常适合于中等职业教育和高等职业教育类学生机器人课程的教学以及机器人竞赛使用。ZKRT-300型自动堆垛式载运机器人由机器人行走底盘、回转机构、升降机构、平移机构、手爪机构以及单片机控制系统组成。主要可实现如下功能：1、循线计数行走、路径规划；2、自动取物、自动堆垛；3、多种货物取放任务方案可自由设计；4、可自行更换手爪结构以满足不同尺寸、形状货物的抓取任务。结构说明见图1-1：图1-1 ZKRT-300型自动堆垛式载运机器人结构 4 二性能参数说明二性能参数说明 1、设备组成设备组成 ZKRT-300 型自动堆垛式载运机器人由机械本体、微电脑控制系统、传感器系统组成。2、设备主要参数及规格设备主要参数及规格 最大外形尺寸：（长 X 宽 X 高）650mmX360mmX650mm 底盘尺寸：（长 X 宽 X 高）365mmX280mmX140mm 手爪行程：30mm 升降行程：230mm 平移行程：430mm 回转角度：90 度/次 回转精度：3 手爪抓取方式：上下移动、平行夹紧 最大抓取物尺寸：80mm 额定抓取重量：0.5Kg 最大载重：6Kg 直线运行速度：Max 0.5 m/S 纵向白条定位精度：3mm 自动导引传感器：专用 8 路光学循迹传感器 电池组工作电压：U=24VDC 电池续航时间：1 小时 充电方式：外置充电器 最大噪音：65db 5 三操作说明三操作说明 1、操作面板、操作面板 图图 3-1 操作面板操作面板 2、操作说明、操作说明（1）开电源时先打开 12V 电源开关，再打开 24V 电源开关；关电源时按以上顺序反向操作。（2）当电源/低电指示灯由绿色转为红色时为低电报警，此时需连接外置充电器充电或更换电池组。（3）控制系统支持在线下载程序，将连接电脑的串口线连接至面板上的下载口按下载软件操作指示下载程序。6 四、使用维护说明：四、使用维护说明：1、人推动小车时必须关闭所有电源开关，推动速度不宜过快，以免电机反电势过大损坏驱动器。2.光学循迹传感器在机器人前部下方，搬运过程中注意不得重压循迹传感器。3.机器人长期不用时，请务必将电池组充满电，并关闭所有电源开关。五、装配调试说明五、装配调试说明（一）、机械结构装配（一）、机械结构装配 1、主要装配任务、主要装配任务 A、行走轮组件装配 B、槽轮回转机构装配 C、丝杠升降机构装配 D、同步带平移机构装配 E、双曲线槽轮手爪机构装配 F、总装 2、使用工具、使用工具 A、内六角扳手 1 套 B、孔用卡簧钳 1 把、轴用卡簧钳 1 把 C、6活络扳手 1 把 D、尖嘴钳 2 把 E、十字螺丝刀 2 把 F、一字螺丝刀 1 把 G、小锤子 1 把 H、平口钳（80mm）1 台 I、25、34 铜棒各一根 J、润滑油枪 1 把 7 3、装配示意图、装配示意图（1）车轮部件装配示意图 图 5-1 车轮部件装配示意图（2）底盘部件装配示意图 8 图 5-2 底盘部件装配示意图 9（3）回转部件装配示意图 图 5-3 回转部件装配示意图 10（4）升降部件装配示意图 图 5-4 升降部件装配示意图 11（5）平移部件装配示意图 图 5-5 平移部件装配示意图 12（6）手爪部件装配示意图 图 5-6 手爪部件装配示意图 13（7）整机装配完成示意图 图 5-7 整机装配完成示意图 14（二）、电气接线（二）、电气接线 1、主要接线任务、主要接线任务 A、电机线走线 B、传感器安装、走线 C、电路板走线 D、压线端子、穿线号 E、接线 F、电缆拖链安装 2、使用工具、使用工具 A、内六角扳手 1 套 B、十字螺丝刀 2 把 C、一字螺丝刀 1 把 D、尖嘴钳 1 把 E、剥线钳 1 把 F、压线钳 1 把 G、万用表 1 只 H、电铬铁 1 把 I、斜口钳 1 把 3、电路板的安装、电路板的安装 1 将传感器信号处理板、电机驱动板、主控制板固定在机器人底盘上。2 连接信号线：按照图 5-8 所示，先连接三块电路板之间的接线，具体为：用 10 芯排线连接 8 路巡线传感器的输出和传感器信号处理板的传感器输入接口；用 10 芯排线连接传感器信号处理板的信号输出接口与主控制板的 8 路传感器输入接口；面板上的启动按钮连接主控制板的启动按钮插座；用 10 芯排线连接主控制板的行走电机接口与电机驱动板的行走电机接口；用 10 芯排线连接主控制板的电机 12 接口与电机驱动板的电机 12 接口；用 10 芯排线连接主控制板的电机 34接口与电机驱动板的电机 34 接口。3 连接电源线：面板上的 12V 开关电源线连接电机驱动板的 12V 电源输 15 入插座；驱动板的 12V 电源输出插座连接传感器信号处理板的 12V 电源输入插座；驱动板的 12V 电源输出插座连接主控制板的 12V 电源输入插座；面板上的 24V 电源连接电机驱动板的 24V 电源插座。连接电源时，务必确认主板上电源插座的正负极，切勿插反确认主板上电源插座的正负极，切勿插反。4 接线排连线：如图 5-9 所示，机器人上部安装了 2 个接线排，机器人上部 10 个接近传感器和 4 个电机的连线全部通过接线排实施连接，在连线时需要注意每根线上面的线号，接在接线排相同标号处。+12VGNDTO：主板FROM：驱动板FROM：传感器传感器板接线图 16 图 5-8 线路板之间连接示意图 图5-9 接线排的接线 接线排1接线图 17（三）、机器人控制系统说明（三）、机器人控制系统说明 1、概述、概述 机器人控制系统包括 8 路巡线传感器、传感器信号处理板、主控制板、电机驱动板组成。组成框图如图 5-10 所示 图 5-10 机器人控制系统组成框图 2、主控制板、主控制板 1概述 主控制板是机器人的大脑，承担着信息接收、处理、外部设备控制的重要任务，主控制板中处理器选用了 STC12C5A60S2 芯片为主控芯片，控制板支持两大类输入，既 8 通道专用巡线传感器输入，和 12 个接近传感器输入（实际使用了 10 个）；输出也是支持 2 大类，即可调速行走电机控制输出和不可调速行走电机控制输出。STC12C5A60S2 单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代 8051 单片机，指令代码完全兼容传统 8051,但速度快 8-12 倍。内部集成 MAX810 专用复位电路,2 路 PWM,8路高速 10 位 A/D 转换(250K/S),抗干扰能力强，适合应用在强干扰场合。具体功能和参数可以参考 STC12C5A60S2 数据手册。18 主控制板使用的是 40 个引脚的单片机，共有 35 个 I/O 接口。主控制板实物如图 5-11 所示。图中，12V 电源输入插座连接 12V 电源，12V 电源输出插座连接传感器信号处理板的 12V 电源插座（注意板子上的电源正极标志，不要插反），巡线传感器输入接口用于连接传感器信号处理板，启动按钮输入插座连接面板上启动按钮，左右车轮电机接口连接驱动板上的电机信号控制插座，程序下载接口用于程序的在线下载，8 通道传感器输入接口可以用于连接 8 个 NPN 型传感器，非调速电机输出接口用于上部机构各种电机的控制。图 5-11 主控制板实物图 主控制板的信号流程图如图 5-12 所示 图 5-12 主控制板信号流程图 10 通道接 近 开关输入 电机 12 输出接口 电机 34 输出接口 12V 电源，上端为正 下载口 行走电机 输出接口 19 2.巡线传感器输入接口 电路板上 JM15 插座即为巡线传感器输入接口，主要是用于接收 8 路巡线传感器信号。312 路接近传感器输入接口 12 路接近传感器输入接口连接了机器人上部机构的 10 个接近开关，用于探测运动机构位置，其中 4 路输入接口电路图如图 5-13 所示。图 5-13 4 通道传感器输入接口 图中，展示了 4路传感器输入接口，输入信号使用了单片机的P3.3-P3.6口，插座 JM11-JM14 分别接 4 个传感器，传感器使用了接近传感器，用于探测一些运动部件是否到位，探测距离一般在 5mm 以下，需要注意的是，装在机器人手爪上的圆柱形接近传感器探测距离在 1mm 左右，安装的时候需要特别注意。传感器上有 3 根引线，分别接 JM11-JM14 的 3 个引脚。图 5-13 所示的的电路均为低电平有效低电平有效，即传感器探测到目标时，反相器输出端即单片机的 P3.3-P3.6 脚为低电平信号，否则为高电平。4PWM 和电机方向控制电路 PWM 和电机方向控制电路如图 5-14 所示，STC12C5A60S2 本身具有 2 路 20 PWM 输出，即 P1.3 和 P1.4 为 PWM 输出端口，分别控制左（P1.4 控制）右（P1.3控制）电机的转速，单片机 PWM 的设置请详见 STC12C5A60S2 数据手册。图 5-14 中，P15 和 P12 分别是左（P1.5 控制）右（P1.2 控制）电机的方向控制信号，需要注意的是，P1.5 和 P1.2 是低电平有效，即 P1.5 和 P1.2是低电平时，行走电机反转。图 5-14 PWM 和电机方向控制电路 5非调速电机输出接口 本电路板上设置了 8 个非调速电机输出接口，可以用来控制机器人上部机构中 4 个正反转直流电机，电路图如图 5-15 所示 图 5-15 非调速电机输出接口 21 图 5-15 中，DJ1Z、DJ1F 为电机 1 控制信号，DJ2Z、DJ2F 为电机 2 控制信号，DJ3Z、DJ3F 为电机 3 控制信号，DJ4Z、DJ4F 为电机 4 控制信号。输出接口与单片机的连接如图 5-16 所示。4 个电机的 8 个控制信号使用了单片机的 P2.0-P2.3 引脚，需要注意，这些信号均是低电平有效。为了节省引脚，在此处利用 74HC373 锁存器实现引脚复用，当 P1.7 为低电平时，P2.0-P2.3 的信号发送给 DJ1Z-DJ2F，当P1.7 为高电平时，P2.0-P2.3 的信号发送给 DJ3Z-DJ4F，而 DJ1Z-DJ2F 的信号保持原来的数值。图 5-16 输出接口与单片机的连接图 6下载接口 本电路板上有一个 DB9 串口接口，可以用来实现程序的在线下载。在线下载的主要步骤为：1）首先关闭本电路板的 12V 电源，取出串口连接线。一头接本电路板的 DB9 下载口，另一头接 PC 机箱后的 9 针串口。如果你的电脑后面没有空余 9 针串口，可以使用 USB 转串口转接头。22 2）打开 STC-ISP 在线下载软件，进行程序的下载，具体操作方法见STC12C5A60S2 数据手册；下载完毕，从电路板上取下串口下载线。3、巡线传感器巡线传感器 机器人底部安装了 8 路巡线传感器，可以可靠地探测到地面白条以及白条的十字交叉点。传感器光源发射部分采用了 8 个高亮 LED 发射管，用 8 个光敏电阻接受地面反射回来的光线，输出插座连接传感器信号处理板的巡线传感器输入接口。4、传感器信号处理板传感器信号处理板 1概述 传感器信号处理板实物如图5-17所示。图中，巡线传感器输入接口连接安装在机器人平台底部的8路巡线传感器；信号输出接口连接单片机控制板，插座JP接12V电源，注意板子上的电源正极标志，不要插反。图 5-17 传感器信号处理板外图 传感器信号处理板电路原理框图如图 5-18 所示，完整的电路原理图和12V 电源插座 下端引脚为正极信号输出接口 信号测试点 巡线传感器输入接口 23 PCB 版图另见附件。8 路巡线传感器将采集到的地面白条信息送入本电路板，对于采集的信息先进行放大处理，放大后的信号跟标准电压比较，保留白条反射的有效信号，过滤掉地面背景反射信号，有效信号再通过稳压、反向、放大处理后送入单片机控制板，同时用发光二极管的亮暗指示当前某路传感器是否在地面白条上。图 5-18 传感器信号处理板原理框图 2信号放大电路 本电路板使用了 8 路信号放大电路，第一路传感器信号放大电路如图5-19 所示。（其余 7 路电路均相同）图 5-19 单路信号放大电路 24 图 5-19 中，Q0为单路传感器输入信号，数值很小，若巡线传感器在地面白条上，大约在 0.9V 左右；若巡线传感器不在地面白条上，数值大约在0.3V 左右，此信号输入到由运放 LM324 组成的同相放大电路，调节电位器RW1 可以改变整个放大电路的放大倍数（实际电路中，RL 使用了阻值 1K的排阻），即调节了放大电路输出的 QQ0。若 Q0为地面白条反射的有效信号，通过调节 RW1，使 QQ0的电压输出为 9.5V-10V 左右，若 Q0为地面背景反射的信号，根据地面背景的颜色以及光滑程度，QQ0大致在 4-6V 左右，越低越好。为了便于测量放大电路的输出 QQ0-QQ7的数值，电路板上专门设置了测试点。3信号比较电路 第一路信号比较电路如图 5-20 所示 图 5-20 单路信号放大电路图 图 5-21 基准电压电路 图中用 LM324 运放连接成一个电压比较器，反相输入端为信号放大电路的输出 QQ0，比较器的同相端接基准电压 QV0，图 5-21 为基准电压电路，12V电源电压通过稳压管 D16 产生大约 8V 左右的基准电压。当传感器检测到地面白条时，QQ0电压大约为 9.5V-10V 左右，比较器输出低电平，接近于 0V，通过反相器使得 QA0输出为 5V；若传感器检测的是地面背景，QQ0电压大约为 4-6V 左右，比较器输出高电平，接近于 12V，通过 4.5V 的稳压管，使得 25 反相器输入端为 4.5V 左右的高电压，反相器输出 QA0为 0V 左右。8 路的输出 QA0 QA7送入主控制板。4传感器信号处理板的调试 本电路板的调试主要是通过调节电位器，从而改变信号放大电路的放大倍数，保证放大电路的输出 QQ0-QQ7在合适的数值。调试步骤如下：（1）将机器人放到调试场地上，机器人底部的 8 路传感器全部对准白条，打开 12V 电源开关，先测量此时 12V 电压数值，确保电源电压在 11.8V以上，否则，应给电池充电。（2）用万用表测量测试点的电压，调节电位器，使得电压保证在9.5V-10V 左右，此时，电路板上 8 个指示发光二极管全亮。（3）移动机器人，使机器人底部的 8 路传感器全部对准地面背景，此时，8 个发光二极管全暗；测量测试点的电压，电压大约为 4-6V 左右。5、电机驱动板电机驱动板 1概述 电机驱动板接受主控制板发来的电机 PWM 脉宽调制信号和方向信号，驱动机器人平台上的 2 个 24V 直流减速电机。利用 PWM 信号占空比的不同，来控制电机的不同转速；利用方向信号，控制直流电机的正反转，从而实现机器人平台的前进、后退和转弯。电路板实物如图 5-22 所示。控制信号插座连接主控制板，24V 电源插座接 24V 电源（注意板子上的电源正极标志，不要插反），左右电机输出插座接左右电机。26 图 5-22 驱动板外形图 图 5-23 电机驱动板原理框图 2LMD18200 电路 本电路板使用了 2 块 LMD18200 直路电机驱动集成电路，分别用来驱动左轮和右轮电机，左轮电机驱动电路如图 5-24 所示。LMD18200 是一种常用的直流电机驱动集成电路，输出电流可以达到 3A 左右，可以实现单台电机的正反转控制，可靠性很高，具体参数可以参考 LMD18200 数据手册。24V 电源开关 12V 电源开关 左行走电机 右行走电机 旋转电机 上下电机 平移电机 手爪电机 电源插座 27 图 5-24 左轮电机 LMD18200 驱动电路 3.L298 输出电路 机器人上部结构所使用的4台直流电机采用了2片L298进行控制，L298也是一种常用的直流电机驱动电路，一片 L298 可以实现 2 台电机的正反转控制，与 LMD18200 相比，输出电流较小。L298 输出电路如图 5-25 所示 图 5-25 L298 输出电路 28（四）、机器人控制程序说明（四）、机器人控制程序说明 1、控制程序流程图、控制程序流程图 机器人的运行程序包括底盘巡线程序和上部机构运行程序，巡线程序的流程图如图 5-26 所示。机器人提供了 8 路巡线传感器信号接受处理，平台左右轮调速电机的控制以及相关程序，平台可以沿白色引导线巡线前进、经过了指定数量的白色引导线交叉点后停止、转弯等。图 5-26 巡线程序流程图 找到指定白条数停止运行否是否是初始化开始巡线运行按下启动按钮 29 图 5-27 机器人程序设计流程图 30 2、软件函数说明、软件函数说明 平台提供了一些常用的函数，用户可以直接使用这些函数，也可以自己定义和扩展函数。S_T()-程序初始化设置【功能】此函数为初始化程序设置。【说明】S_T()函数包括端口设置、PCA 时钟源、控制寄存器、计数初值、启动按键等设置，该函数只需在主程序开始时调用一次即可。delay_ms(T)-延时【功能】此函数为毫秒级延时函数。【说明】参数 T 用于调用时的延时时间设置，T 的取值范围是 160000。如：delay_ms(1000);表示延时时间为 1 秒。SER_SELECT(gd)-接近开关选择【功能】此函数为 PS_5 PS_8/PS_9 PS_12 接近开关选择函数。【说明】参数 gd 用于选择接近开关设置，PS_5 PS_8:PS58 /PS_9 PS_12:PS912。如：SER_SELECT(PS58)：表示选择接近开关 PS_5 PS_8。motor(m,z,n)-电机运行【功能】此函数为电机运行函数。【说明】参数 m：选择电机，l 代表左电机，r 代表右电机，DJ1 代表手抓电机，DJ2 代表平移电机，DJ3 代表上下电机，DJ4 代表旋转电机。参数 z：设置电机的正反转，f 代表正转，b 代表反转。参数 n：电机的占空比设置（转速）。注：电机 1-4 此参数任意。31 如：motor(l,f,50);表示左电机以 50%的占空比正转。stop(m)-电机停止【功能】此函数为电机停止函数。【说明】参数 m：选择电机，l 代表左电机，r 代表右电机，rl 代表同时选择左右电机，DJ1 代表手抓电机，DJ2 代表平移电机，DJ3 代表上下电机，DJ4 代表旋转电机。如：stop(rl)；表示左右电机同时停止。FOLL_LINE(S_B,R_B,L_B,ti)-巡线计数【功能】此函数为 8 位巡线传感器巡线计数函数。【说明】参数 S_B：巡线基准速度设置（即巡线时整机基本速度），范围 1 100。参数 R_B：巡线右电机基准速度设置（即巡线时右电机基本速度，用于巡线微调），范围 1 100。参数 L_B：巡线左电机基准速度设置（即巡线时左电机基本速度，用于巡线微调），范围 1 100。参数 ti：巡线条数设置（即寻到设定条数时会跳出此函数），范围 1 255。如：FOLL_FINE(70，70，70，3);表示平台沿引导线前进检测到 3 条交叉引导线。void TURN_90(e,r_s,l_s,qc_t,pb_t,end_t)-旋转 90 度【功能】此函数为机器人旋转 90 度（即寻找与前进方向 90 度交叉的白条）。【说明】参数 e：选择机器人左转或右转，l 左转 90 度，r 右转 90 度。32 参数 r_s：转弯右电机速度设置（即转弯时右电机速度），范围 1 100。参数 l_s：转弯左电机速度设置（即转弯时左电机速度），范围 1 100。参数 qc_t：机器人检测到白色引导条后前进到转弯位置的时间，根据前进速度调整，范围 1 60000。参数 pb_t：机器人转弯开始时屏蔽传感器正下方白色引导条的时间，根据转弯速度调整，范围 1 60000。参数 end_t：机器人转弯中指定传感器检测到白色引导条后，根据机器人惯性需要保持的时间，根据转弯速度和指定传感器调整，范围 1 60000。如：TURN_90(l,50,50,2900,500,2);表示机器人左转 90 度（机器人检测到白色引导条继续前进 2.9 秒以 50 的速度左转屏蔽时间 0.5 秒指定传感器检测到白色引导条继续运行 2 毫秒）DJ1_JS(js)-手爪夹紧/松开【功能】此函数为手爪夹紧/松开函数。【说明】参数 js：选择手抓夹紧或松开，夹紧（js=j）/松开（js=s）设定。如：DJ1_JS(j)；表示手抓夹紧。DJ2_PY(py)-手爪前后平移【功能】此函数为手爪前后平移函数。【说明】参数 py：选择手抓向前或向后平移，向前（py=qpy）/向后（py=hpy）设定。如：DJ2_PY(hpy)；表示手抓向后平移。DJ3_SX(sx,wz)-手爪上下升降【功能】此函数为手爪上下升降运动函数。33【说明】参数 wz：选择手抓上升或下降的位置，向上（sx=xs）/向下（sx=xx）设定。参数 sx：选择手抓上升或下降到达的位置，从上至下 wz1（接近开关S05）；wz2（接近开关 S06）；wz3（接近开关 S07）；wz4（接近开关 S08）；wz5（接近开关 S09）。如：DJ3_SX(xx,wz3)；表示手抓下降到位置 3。DJ4_HZ(hz)-手爪回转 90 度【功能】此函数为手爪回转 90 度函数。【说明】参数 hz：选择手抓逆时针或顺时针旋转 90 度，逆时针回转（hz=qhz）/顺时针回转（hz=hhz）设定。如：DJ4_HZ(qhz)；表示手抓逆时针回转 90 度。（五）、机器人调试说明（五）、机器人调试说明 在机器人全部装配完毕，初步检查无误后，下一步就进行必要的调试，主要的调试步骤如下：1先进行循线传感器信号处理板的调试。2.编写一个接近开关传感器测试程序，按照下列接近传感器的顺序给信号：S01-S02-S03-S04-S05-S06-S07-S08-S09-S10，选取升降电机 DJ3 作为测试电机，弹性联轴器上紧定螺钉松开，让电机空转。驱动板上其它电机接口先拔除，以免测试过程中发生误动作，损坏其它执行机构。测试程序可按如下方法编写：DJ3 正转S01 有信号时停止 2 秒后反转S02 有信号时停止 2 秒后正转S03 有信号时停止 2 秒后反转以此类推直至 S10。测试时按以上顺序用铁片给接近开关信号，查看每个接近开关是否正确接收信号。34 3、编写电机正反转测试程序，查看每个电机正反转的定义与对应功能是否符合。例：DJ1 正转 200ms对应手爪夹紧动作、DJ1 反转 200ms对应手爪松开动作。测试过程中注意动作时间给定，不要让电机超出极限位置而损坏机构或电机。4、单独测试每个功能函数动作是否正确，详见功能函数说明。5编写功能验证程序，机械手先逆时针旋转 180 度，停止 5 秒，再顺时针旋转 180 度后停止机械手从最低位上升，分别在 4 个位置处停止 5 秒，直至最高位停止机械手从最高位下降，分别在 4 个位置处停止 5 秒，直至最低位停止机械手从最前端开始向后移动，直至最后端停止 5 秒，再反向运动，直至最前端停止机械手夹紧一个工件后持续 5 秒，再松开到位机器人以恒定速度前进 5 秒，停止 3 秒，再以同样速度后退 5 秒，停止 3 秒，左转 90 度，停止 3 秒，右转 90 度后停止。6、编写任务程序，将机器人放到场地上进行调试。