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4自由度并联机器狗实现下蹲功能

jf_72402704 来源:jf_72402704 作者:jf_72402704 2023-06-09 11:10 次阅读

1. 功能说明

本文示例将实现R328a样机4自由度并联机器狗下蹲的功能。

样机-【R328】4自由度并联机器狗-下蹲-图1

2. 结构说明

本样机的并联驱动结构与 【R082】4自由度并联四足 类似,两款样机可以对比来看。

本样机腿部的结构如下图所示:驱动核心部分是两个5杆结构的组合。

样机-【R328】4自由度并联机器狗-下蹲-图2两个五杆结构图

驱动核心部分再搭配下图的四杆结构,即可构成单侧的腿。驱动核心部分再搭配下图的四杆结构,即可构成单侧的腿。

样机-【R328】4自由度并联机器狗-下蹲-图3四杆结构样机-【R328】4自由度并联机器狗-下蹲-图4单侧腿部图样机-【R328】4自由度并联机器狗-下蹲-图5整机

3. 电子硬件

在这个示例中,我们采用了以下硬件,请大家参考:

主控板

Basra主控板(兼容Arduino Uno)

扩展板

Bigfish2.1扩展板

电池

7.4V锂电池

电路连接:为了便于识别控制4自由度并联机器狗,我们先规定好机器狗的前方以及舵机位置编号(如下图所示):

样机-【R328】4自由度并联机器狗-下蹲-图6

将舵机(A1、A2 、B1、B2)连接在Bigfish扩展板的D4、D7、D3、D8端口,如下图所示:

样机-【R328】4自由度并联机器狗-下蹲-图7

4. 功能实现

上位机Controller 1.0

下位机编程环境:Arduino 1.8.19

实现思路:实现4自由度并联机器狗站立、前蹲、后蹲的动作。

4.1 调试舵机角度

利用上位机 Controller软件调整4自由度并联机器狗的舵机角度,记录下机器狗站立、前蹲、后蹲时舵机的角度;然后利用Arduino IDE进行下位机编程,利用这些角度实现机器狗下蹲的功能。

对于如何利用Controller软件进行调试机器狗的舵机角度,可参考【U002】如何驱动模拟舵机-Controller 1.0b软件的使用 在本次实验中,经过调试,对于4自由度并联机器狗站立、前蹲、后蹲时的舵机角度值如下图所示:

样机-【R328】4自由度并联机器狗-下蹲-图8机器狗站立时的舵机值样机-【R328】4自由度并联机器狗-下蹲-图9机器狗前蹲时的舵机值样机-【R328】4自由度并联机器狗-下蹲-图10机器狗后蹲时的舵机值

4.2 示例程序

下面提供一个4自由度并联机器狗下蹲的参考例程(Dog_squat.ino),例程源代码详见 【https://www.robotway.com/h-col-237.html】 ,实验效果可参考演示视频

/*------------------------------------------------------------------------------------

  版权说明:Copyright 2023 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.

           Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at

           https://opensource.org/licenses/MIT

           by 机器谱 2023-05-26 https://www.robotway.com/

  ------------------------------*/

/*

    本例程实现机器小狗站立、前蹲和后蹲

*/


#include<  Servo.h  >

#define SERVO_SPEED 60      //定义舵机转动快慢的时间

#define ACTION_DELAY 0      //定义所有舵机每个状态时间间隔


Servo myServo[4];


int f = 15;                                         //定义舵机每个状态间转动的次数,以此来确定每个舵机每次转动的角度

int servo_port[4] = {3,4,7,8};                      //定义舵机引脚

int servo_num = sizeof(servo_port) / sizeof(servo_port[0]);   //定义舵机数量

float value_init[4] = {1513,1457,1074,1545};        //定义舵机初始角度


void setup() {

  Serial.begin(9600);

  for(int i=0;i<  servo_num;i++){

    ServoGo(i,value_init[i]);

  }

  delay(2000);

}


void loop() {

  Dog_squat();

}


void Dog_squat()

{

  servo_move(value_init[0],value_init[1],value_init[2],value_init[3]);//直立

  servo_move(1243,1703,1278,1299);//向后蹲下

  servo_move(value_init[0],value_init[1],value_init[2],value_init[3]);//直立

  servo_move(1715,1255,1052,1545);//向前蹲下

  servo_move(value_init[0],value_init[1],value_init[2],value_init[3]);//直立

}



void ServoStart(int which)

{

  if(!myServo[which].attached())myServo[which].attach(servo_port[which]);

  pinMode(servo_port[which], OUTPUT);

}


void ServoStop(int which)

{

  myServo[which].detach();

  digitalWrite(servo_port[which],LOW);

}


void ServoGo(int which , int where)

{

  if(where!=200)

  {

    if(where==201) ServoStop(which);

    else

    {

      ServoStart(which);

      myServo[which].write(where);

    }

  }

}


void servo_move(float value0, float value1, float value2, float value3) //舵机转动

{

 

  float value_arguments[] = {value0, value1, value2, value3};

  float value_delta[servo_num];

 

  for(int i=0;i<  servo_num;i++)

  {

    value_delta[i] = (value_arguments[i] - value_init[i]) / f;

  }

 

  for(int i=0;i<  f;i++)

  {

    for(int k=0;k<  servo_num;k++)

    {

      value_init[k] = value_delta[k] == 0 ? value_arguments[k] : value_init[k] + value_delta[k];

    }

    for(int j=0;j<  servo_num;j++)

    {

      ServoGo(j,value_init[j]);

    }

    delay(SERVO_SPEED);

  }

  delay(ACTION_DELAY);

}

5. 扩展样机

本样机可以做出一些扩展,如下图所示的在样机上方增加平板,此样机可用探索者零件或探索者兼容零件制作。

样机-【R328】4自由度并联机器狗-下蹲-图11


审核编辑黄宇
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