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小黑仿生輪腿機(jī)器人（一）-本體說明及運(yùn)動(dòng)控制

2023-03-27 11:24 作者:機(jī)器譜 0人讀過 | 我要投稿

一、本體說明

1. 機(jī)器人整體描述

? ? ? 小黑仿生輪腿機(jī)器人是一款全向仿生輪腿，具備麥克納姆輪底盤的運(yùn)動(dòng)特性的同時(shí)，還具備了部分四足仿生機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性。通過4個(gè)麥克納姆輪和腿部動(dòng)作的配合，可以在運(yùn)動(dòng)中改變機(jī)身的姿態(tài)，適應(yīng)不同的作業(yè)環(huán)境。

小黑仿生輪腿機(jī)器人的肩部安裝了8個(gè)超聲波傳感器，還安裝了激光雷達(dá)、雙目攝像頭和屏幕，可以用于更復(fù)雜的智能控制。

2. 結(jié)構(gòu)說明

? ? ?輪腿本體結(jié)構(gòu)為模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包含懸掛模塊、腿模塊、輪模塊等。其中懸掛模塊可以讓機(jī)器人的輪子有更好的著地性，防止懸空。

肩膀位置的懸架上下板之間，安裝了8個(gè)超聲波傳感器。

結(jié)構(gòu)各部分說明：

零件包含機(jī)加工鈑金零件、五金零件、3D打印零件，以及彈簧、同步皮帶等。BOM及加工文件可在本文末尾下載。

3. 電子硬件

? ? ? 這款輪腿機(jī)器人主要的電子硬件包含一個(gè)控制機(jī)箱（機(jī)箱內(nèi)含Arduino mega2560控制板、專用擴(kuò)展板、電池等，機(jī)箱外部提供各種開關(guān)按鈕和USB等接口）、樹莓派4B、激光雷達(dá)、雙目攝像頭、顯示屏、鍵盤、鼠標(biāo)及相關(guān)的連接線。

我們把裝有攝像頭的那一端規(guī)定為輪腿的前端，下面是關(guān)于舵機(jī)的接線說明。

4個(gè)大標(biāo)準(zhǔn)舵機(jī)（模擬舵機(jī)）用于腿的擺動(dòng)，4個(gè)總線舵機(jī)通過同步皮帶帶動(dòng)麥克納姆輪。

擴(kuò)展板電路圖如下：

大擴(kuò)展板，直接堆疊在mega2560上

小擴(kuò)展板1

堆疊在大擴(kuò)展板上，含2個(gè)總線舵機(jī)接口、2個(gè)舵機(jī)接口、4個(gè)超聲波傳感器接口。

小擴(kuò)展板2

含2個(gè)總線舵機(jī)接口、2個(gè)舵機(jī)接口、4個(gè)超聲波傳感器接口

小擴(kuò)展板3（含6個(gè)傳感器接口、2個(gè)串口、2個(gè)總線舵機(jī)接口、1個(gè)IIC接口、1個(gè)舵機(jī)接口）

擴(kuò)展板PCB文件可以在文末下載。

輪腿機(jī)箱右側(cè)常用接口：

其中各個(gè)接口的含義如下圖所示：

4. BOM

5. 資料下載

資料內(nèi)容：

①輪腿驅(qū)動(dòng)及控制-樣機(jī)3D文件

②輪腿-生產(chǎn)加工文件

資料下載地址：http://www.robotway.com/h-col-196.html

二、運(yùn)動(dòng)控制

1. 運(yùn)動(dòng)功能描述

? ? ? 小黑仿生輪腿機(jī)器人是一款全向仿生輪腿，具備麥克納姆輪底盤的運(yùn)動(dòng)特性的同時(shí)，還具備了部分四足仿生機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性。通過4個(gè)麥克納姆輪和腿部動(dòng)作的配合，可以在運(yùn)動(dòng)中改變機(jī)身的姿態(tài)，適應(yīng)不同的作業(yè)環(huán)境。

2. 運(yùn)動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)

? ? ? 本示例將提供輪腿的基本運(yùn)動(dòng)，包括前進(jìn)、后退、左平移、右平移、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)及輪腿變形運(yùn)動(dòng)的參考程序。

編程環(huán)境：Arduino 1.8.19

2.1 輪腿基本運(yùn)動(dòng)

實(shí)現(xiàn)思路：輪腿可以前進(jìn)、后退、左平移、右平移、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)。