如何使用Arduino編程四足機器人 - 💡 Fix My Ideas

如何使用Arduino編程四足機器人

如何使用Arduino編程四足機器人


作者: Ethan Holmes, 2019

腿式機器人很棒!它們可以比輪式對應物更好地處理地形,並以各種動物方式移動。然而,這使得腿式機器人更加複雜,並且許多製造商難以接近。

讓我們來看一個四足機器人(也稱為四足動物)。我將帶您了解一種常見的步行方式(稱為步態),並向您展示如何在Arduino上編程。

在這裡閱讀雜誌上的文章 使:。還沒有訂閱?今天來一個。

關於四足動物的一個詞

你會發現大量的四足動物,因為四條腿允許被動穩定,或者能夠在不主動調整位置的情況下保持站立。機器人也是如此。四足機器人比具有更多腿的機器人更便宜和簡單,但它仍然可以實現穩定性。

被動與主動穩定性

椅子是被動穩定的,因為它不需要任何控製或調整就可以保持直立。站立的人是積極穩定的,因為你的身體需要持續的位置控制才能保持站立。

當四足動物站立在四條腿上時,它是被動穩定的。步行時,它有選擇。通過將三條腿保持在地面上並與第四條腿伸出來,它可以在行走時保持被動穩定性。它還可以放棄被動穩定性並使用主動穩定性來更快地移動(儘管不太平滑)。這兩種類型的步行步態稱為蠕動和小跑。我將向您展示蠕動步態的工作原理。

爬行步態

蠕動步態是最容易使用的步態。機器人在地面上保持三英尺,並將其重心(CoG)保持在由這三英尺形成的三角形內。如果CoG超出此三角形的時間太長,它將會翻倒(圖A)。

由Hep Svadja拍攝的精選照片。 Juliann Brown的圖表

很簡單。問題是如何在行走時保持這種穩定性。圖B中的模式將為您節省數小時的試驗和錯誤(相信我,我知道)。這是一種簡單的被動穩定蠕動步態。

打破爬行步態

1.這是起始位置,一側伸出兩條腿,另一條腿向內拉。

2.右上方的腿抬起並伸出遠遠超出機器人的位置。

所有的腿向後移動,向前移動身體。

左後腿抬起並沿著身體向前邁進。該位置是起始位置的鏡像。

左上肢抬起並向遠處伸出機器人。

6.再次,所有的腿向後移動,向前移動身體。

7.右後腿抬起並重新進入身體,使我們回到起始位置。

請注意,在任何時候,由地面上的腿形成的三角形包含CoG。這是蠕動步態的本質。

當我們看這個模式時,我們可以看到它基本上是兩組鏡像運動。步驟,步驟和移位,然後是另一步,步驟和另一側的移位。

編寫代碼

步態相當簡單 - 但我們如何將其轉化為代碼呢?嗯,首先要做的是確定每個位置腿的特定x,y位置(圖C)。

每條腿都有自己的x軸和y軸。我們可以給每條腿的腳提供相對於該軸的毫米位置。例如,左上腿的位置(-50,50)。現在我們可以將這些位置應用於蠕動步態的每個階段。請記住,您想要的具體位置取決於機器人腿的長度。對於任何四足動物,您需要進行一些測量以找到正確的數字。圖D是位置的示例。

在每個步驟之間,我們只需要處理上面序列中綠色箭頭表示的位置變化。那麼這如何轉化為代碼呢?讓我們看一下Arduino代碼來實現它(您也可以將其視為txt文件)。

出乎意料的簡單吧?讓我們在圖E到K中進一步細分。

通過這種方法,您的機器人可以立即行走。如果使用伺服電機,首先需要掌握反向運動,這樣可以將伺服電機角度轉換為此處描述的位置。



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