机器人等级考试一共分为八级.docx
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机器人等级考试一共分为八级
机器人等级考试一共分为八级
1-2级：
对应工业革命之后的机械时代；
3-4级：
对应电子时代电子电路/机器人搭建；
5-6级：
对应信息时代集成电路/通信/I2C总线/机械臂；
7-8级：
与中国电子学会全国电子信息专业技术人员水平评价（QCEIT）体系衔接，进入电子信息专业人才序列。
“
一级标准
考试科目：
机器人搭建、机器人常用知识
考试内容：
（一） 知识
1.了解主流的机器人影视作品及机器人形象
2.会分辨稳定结构和不稳定结构
3.会计算齿轮组的变速比例
4.能够区分省力杠杆和费力杠杆
5、能够区分那种滑轮会省力
6、了解链传动和带传动各自的优缺点
7、了解不同种类的齿轮
（二） 实践
1.基本结构认知
2.知道六种简单机械原理（杠杆，轮轴，滑轮，斜面，楔，螺旋）
3.齿轮和齿轮比
4.链传动和带传动
5.机器人常用底盘（轮式和履带）
二级标准
考试科目：
机器人搭建、机器人常用知识
考试内容：
（一）知识
1.了解中国及世界机器人领域的重要历史事件
2.知道机器人领域重要的科学家
3.知道重要的机器人理论及相关人物
4.知道凸轮、滑杆、棘轮、曲柄等特殊结构在生活中的应用
（二）实践
1.使用电池盒类型的遥控器控制电机运转
2.能够连接独立的电池盒、开关以及电机
3.完成凸轮、滑杆、棘轮、曲柄、连杆等特殊结构模型制作
4.驱动电机完成一定任务
5.掌握如何区分不同的曲柄连杆机构
6.了解电机的工作原理
7.了解摩擦力的产生条件和分类
8.了解凸轮结构中从动件的运动轨迹
三级标准
考试科目：
机器人常用知识、电子电路搭建
考试内容
（一）知识
1.掌握电流、电压、电阻、导体、半导体等概念
2.掌握串联、并联的概念
3.了解模拟量、数字量、I/O口输入输出等概念
4.了解电子电路领域的相关理论及相关人物
5.了解二极管特性
6.掌握程序的顺序、选择、循环三种基本结构
7.掌握程序流程图的绘制
8.掌握图形化编程软件的使用
9.掌握变量的概念和应用
10.了解函数的定义
（二）电子电路
1.掌握简单串联并联电路的连接
2.掌握搭建不同LED显示效果电路的内容
3.掌握处理按键类型的开关输入信号的内容
4.掌握使用光敏电阻搭建环境光线检测感应电路的内容
5.掌握通过可调电阻控制LED的亮度变化的内容
6.掌握控制蜂鸣器发声的内容
四级标准
考试科目：
机器人搭建、机器人常用知识
考试内容：
（一）知识
1.掌握数学（加减乘除）、比较（大于小于等于）及逻辑（与或非）运算
2.了解数值在二进制十进制和十六进制之间进行换算
3.掌握驱动电机和伺服电机运转的内容
4.掌握已有的一些传感器功能函数的使用
5.熟练通过编程实现选择结构和循环结构
6.掌握函数的应用，能够完成自定义的函数
7.了解类库的概念
8.了解自律性机器人的行动方式
9.了解细分领域的机器人理论及相关人物
10.掌握较为合理的使用变量和自定义函数的内容
（二）机器人搭建
这部分实践操作主要是搭建能够完成指定任务的机构，与语言程序设计中的内容有部分交叉
1.掌握使用输出数字信号的传感器的内容，如灰度传感器、接近开关、触碰传感器
2.掌握使用输出模拟量信号的传感器内容，如光线强度传感器
3.掌握使用输出数字脉冲信号的传感器的内容，如超声波测距传感器、红外遥控信号接收传感器
4.掌握驱动电机或伺服电机运转的内容
5.掌握数学（加减乘除）、比较（大于小于等于）及逻辑（与或非）运算
6.熟练应用控制器I/O口实现数字量输出
7.掌握控制机器人平台移动的内容
8.了解利用三极管完成控制电路通断的电路
9.掌握简单的自律型机器人的制作（如简单避障、单线条巡线）
10.熟练通过编程实现选择结构和循环结构
11.掌握函数的应用，能够完成自定义的函数
五级标准
考试科目：
电子电路搭建、机器人常用知识
考试内容：
（一）知识
1.了解集成电路、微控制器领域的知名产品，重大工程项目
2.了解并行通信与串行通信的优缺点
3.了解ROM、RAM、Flash、EEPROM多种存储器之间的不同
4.了解中断程序的运行机制
5.掌握一维数组和二维数组的应用
6.了解I²C总线通信
7.了解UART 串行通信
8.了解SPI总线通信
9.掌握类库的应用
10.了解报文的含义和组成
（二）电子电路的搭建
1.熟练使用数码管显示数字，会使用译码器功能的集成电路
2.掌握通过I²C总线通信获取传感器的值，如I²C总线的姿态传感器、RTC实时时钟
3.掌握通过I²C总线通信控制芯片I/O口的输出，如使用芯片PCA8574
4.掌握使用其他串行方式控制芯片I/O口的输出，如使用芯片74HC595
5.掌握通过串行通信端口进行数据通信，如使用蓝牙模块或与计算机通信
6.掌握LED点阵或液晶的显示
7.掌握类库的应用
六级标准
考试科目：
机器人搭建、机器人常用知识
考试内容：
（一）知识
1.了解中国及世界机器人领域的知名产品，重大工程项目
2.了解一些常见的机器人的工作方式
3.了解步进电机和伺服电机的工作原理
4.掌握库文件编写
5.了解控制理论及PID控制
6.了解机构材料中强度和稳定的概念
（二）机器人搭建
1.掌握机器臂运转的控制
2.掌握机械夹持开合的控制
3.掌握将数据保存在EEPROM中的内容，保证机器人意外掉电时能够记录之前的状态
4.掌握十字路口的巡线动作
5.掌握走迷宫操作
6.掌握步进电机、伺服电机等器件的使用，能够利用它们完成特定的功能
7.掌握通过WIFI模块进行数据通信，如ESP8266
七级标准
考试科目：
机器人搭建、机器人常用知识
考试内容：
（一）知识
1.掌握解释型编程语言的应用
2.了解多种编程语言的形式和特点
3.了解不同处理器之间的差别
4.了解常用Linux命令行操作
（二）机器人搭建
掌握一个通过网页来控制机器人的制作，服务器端运行在机器人上，可控制机器人的移动以及机械臂的运动，同时机器人能够自己处理避障、防跌落的情况。
八级标准
考试科目：
机器人搭建、机器人常用知识
考试内容：
（一）知识
1.了解常用嵌入式系统软件
2.了解进行语音处理的主要公司
3.了解常见的机器人操作系统
4.了解数据处理的内容
5.了解智能算法的内容
（二）机器人搭建
1.掌握非特定语音控制机器人的内容，机器人通过网络来处理语音信息
2.掌握机器人跟随特定的颜色或物体进行移动的内容
3.掌握让机器人识别人类的面部表情并完成指定的任务和内容
ABB[a]/-J-3ABB机器人的手动操作
3.1任务目标
掌握手动操作机器人运动的三种模式。
使用“增量”模式来控制机器人的运动。
熟练使用手动操纵的快捷方式。
掌握ABB机器人转数计数器更新操作。
3.2任务描述
手动操纵机器人运动一共有三种模式：
单轴运动、线性运动和重定位运动。
如何使用这三种模式手动操作机器人运动是项目的主要内容。
建立一个工作站，ABB型号为IRB120，Y轴上建模长方体，长200mm，宽200mm，高400mm，在长方体的内角上进行重定位运动，之后恢复到机械远点。
（手动操作练习需要教师指导，同时需要上机练习）
3.3知识储备
3.3.1手动操作三种模式
1.单轴运动
一般地，ABB机器人是由六个伺服电动机分别驱动机器人的六个关节轴，那么每次手动操纵一个关节轴的运动，就称之为单轴运动。
2.线性运动
图2IRB120机器人的关节轴
机器人的线性运动是指安装在机器人第六轴法兰盘上工具的TCP在空间中作线性运动。
3.重定位运动
机器人的重定位运动是指机器人第六轴法兰盘上的工具TCP点在空间中绕着坐标轴旋转的运动，也可以理解为机器人绕着工具TCP点作姿态调整的运动。
3.3.2RobotStudio中的建模功能
当使用RobotStudio进行机器人的仿真验证时，如节拍、到达能力等，如果对周边模型要求不是非常细致的表述时，可以用简单的等同实际大小的基本模型进行代替，从而节约仿真验证的时间。
如果需要精细的3D模型，可以通过第三方的建模软件进行建模，并通过*.sat格式导入到RobotStudio
中来完成建模布局的工作。
1.使用RobotStudio建模功能进行3D模型的创建
1.单击“新建”菜单命令组，创建一个新的空工作站。
2.在“建模”功能选项卡中，单击“创建”组中的“固体”菜单，选择“矩形体”。
3.按照垛板的数据进行参数输
入，长度1190mm，宽度
800mm，高度140mm，然后单击“创建”。
2.对3D模型进行相关设置
1.在刚创建的对象上单击右键，在弹出的快捷菜单中可以进行颜色、移动、显示等相关的设定。
2.在对象设置完成后，单击“导出几何体”，就可以将对象进行保存。
3.4任务实施
3.4.1单轴运动的手动操纵
电源总开关急停开关
通电\复位机器人状态
1.将控制柜上机器人状态钥匙切换到中间的手动限速状态。
2.在状态栏中，确
认机器人的状态已切换为“手动”。
3.ABB菜单中，选择“手动操纵”。
4.单击“动作模式”。
5.选中“轴1-3”，然后单击“确定”
（选中“轴4-6”，就可以操纵轴
4-6）。
6.用左手按下使
能按钮，进入“电动机开启”状态，
在状态栏中，确
认“电动机开启”
状态。
7.此处显示“轴
1-3”的操纵杆方向。
黄箭头代表正方向。
*操纵杆的使用技巧：
可以将机器人的操纵杆比作汽车的节气门，操纵杆的操纵幅度是与机器
人的运动速度相关的。
操纵幅度较小，则机器人运动速度较慢。
操纵幅度较大，则机器人运动速度较快。
所以在操作时，尽量以小幅度操纵使机器人慢慢运动。
3.4.2线性运动
1.“手动操纵”
-“动作模式”界面中选择“线性”，然后单击“确定”。
2.单击“工具坐标”。
*机器人的线性运动要在“工具坐标”中指定对应的工具。
3.选中对应的工具（工具数据的建立，参见程序数据内容）。
4.用左手按
下使能按钮，进入“电
动机开启”
状态，在状态栏中，确
认“电动机开启”状态。
5.此处显示轴X、Y、Z的操纵杆方向。
黄箭头代表正方向。
3.4.3重定位运动
6.操作示教器上的操纵杆，工具的TCP点在空间中作线性运动。
1.“手动操
纵”-“动作模式”界面中，选中“重定位”，然后单击“确定”。
2.单击“坐标系”。
3.选中“工具”，然后单击“确定”。
4.单击“工具坐标”。
5.选中正在使用的工具，然后单击“确定”。
6.用左手按
下使能按钮，进入“电
动机开启”
状态，在状态栏中，确
认“电动机开启”状态。
7.此处显示X、Y、Z的操纵杆方向。
黄箭头代表正方向。
3.4.4增量模式控制机器人运动
8.操纵示教器上的操纵杆，机器人绕着工具TCP点作姿态调整的运动。
如果对使用操纵杆通过位移幅度来控制机器人运动的速度不熟练的话。
那么可以使用“增量”模式来
控制机器人的运动。
在增量模式下，操纵杆每位移一次，机器人就移动一步。
如果操纵杆持续一秒或数秒钟，机器人就会
持续移动（速率为10步/s）。
1.“手动操纵”界面中，选中“增
量”。
2.根据需要选择增量的移动距
离，然后单击“确定”。
增
量
移动距离
Mm
角度
°
小
0.05
0.005
中
1
0.02
大
5
0.2
用户
自定义
自定义
3.5知识链接
3.5.1手动操纵的快捷方式
1.手动操纵的快捷按钮
标号
说明
A
机器人/外轴的切换
B
线性运动/重定位运动的切换
C
关节运动轴1-3/轴4-6的切换
D
增量开/关
ABCD
2.手动操纵的快捷菜单
1.单击此快捷菜单按钮。
2.单击“手动操纵”按钮。
3.单击“显示详情”展开菜单。
4.界面说明：
标号
说明
A
选择当前使用的工具数据
B
选择当前使用的工件坐标
C
操纵杆速率
D
增量开/关
E
碰撞监控开/关
F
坐标系选择
G
动作模式选择
5.单击“增量模式”按钮，选择需要的增量。
6.自定义增量值的方法：
选择“用户模块”，然后单击“显示值”就可以进行增量值的自定义了。
3.5.2ABB机器人转数计数器更新操作
ABB机器人六个关节轴都有一个机械原点的位置。
在以下的情况，需要对机械原点的位置进行转数计数器的更新操作：
1）更换伺服电动机转数计数器电池后。
2）当转数计数器发生故障，修复后。
3）转数计数器与测量板之间断开过以后。
4）断电后，机器人关节轴发生了移动。
5）当系统报警提示“10036转数计数器未更新”时。
1.机器人六个关节轴的机械原点刻度示意图。
提示：
使用手动操纵让机器人各关节轴运动到机械原点刻度位置的顺序是：
4-5-6-1-2-3。
注意：
各个型号
的机器人机械原点刻度位置会有所不同，请参考ABB随机光盘说明书。
2.在手动操纵菜单中，选择“轴
4-6”动作模式，将关节4运动
到机械原点的
刻度位置。
3.在手动操纵菜
单中，选择“轴
4-6”动作模式，将关节轴5运
动到机械原点
的刻度位置。
4.在手动操纵菜单中，选择“轴
4-6”动作模式，将关节轴6运动到机械原点的刻度位置。
5.在手动操纵菜
单中，选择“轴
1-3”动作模式，将关节轴1运
动到机械原点
的刻度位置。
6.在手动操纵菜单中，选择“轴
1-3”动作模式，将关节轴2运
动到机械原点
的刻度位置。
7.在手动操纵菜单中，选择“轴
1-3”动作模式，将关节轴3运
动到原点的刻
度位置。
8.ABB菜单中，选择“校准”。
9.单击“ROB_1”。
10.选择“校准参数”。
11.选择“编辑电动机校准偏移”。
12.将机器人本体上电动机校准
偏移记录下来
（位于机器人机身）。
13.单击“是”。
14.输入刚才从机器人本体记录的电动机校准偏移数据，然后单击“确定”。
如果示教器中显示的数据与机器人本体上的标签数据一致，则无需修改，直接单击“取消”退出，跳到第18步。
15.确定修改后，在弹出的重启对话框中单击“是”。
16.重启后，ABB菜单中选择“校准”。
17.单击“ROB_1”。
18.选择“更新转数计数器…”。
19.单击“是”。
20.单击“全选”，然后单击“更新”。
（如果机器人由于安装位置的关系，无法六个轴同时到达机械原点刻度位置，则可以逐一对关节轴进行转数计数器更新）
21.单击“更新”。
3.5.3RobotStudio中测量工具的使用
1.单击“选择部件”。
2.单击“捕捉末端”。
3.在“建模”选项卡中，单击“点到点”。
4.单击A角点。
5.单击B角点。
6.垛板长度的测量结果就显示在这里。
（1）测量垛板的长度
（2）测量锥体的角度
22.操作完成后，转数计数器更新完成。
1.在“建模”功能选项卡中，单击
“角度”。
2.单击A角点。
3.单击B角点。
4.单击C角点。
5.椎体顶角角度的测量结果就显示在这里。
（3）测量圆柱体的直径
1.单击“捕捉边缘”。
2.在“建模”功能选项卡中，单击
“直径”。
3.单击A角点。
4.单击B角点。
5.单击C角点。
6.圆柱直径的测量结果就显示在这里。
（4）测量两个物体间最短距离
1.在“建模”功能选项卡中单击
“最短距离”。
2.测量椎体与矩形体之间的最短距离，单击A点，然后单击B点。
（5）测量的技巧
3.最短距离的测量结果就显示在这里。
测量的技巧主要体现在能够运用各种选择部件和捕捉模式正确地进行测量，这时要多练习，以便掌握
其中的技巧。
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