一. 原始位置 二. 抬左前腿和右后腿
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三. 迈左前腿和右后腿 四. 抬左后腿和右前腿
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五. 迈左后腿和右左前腿
图九
转弯运动的实现:
转弯的原理是:当右边两条腿前进时,左边的两条腿向后退,这样就实现了左转的目的,同样的道理,当左边的两条腿前进的时候,右边的两条腿后退,这样就实现了右转的目的。
总结以上分析,其实前进、后退、左转和右转只是四只腿不同的迈步方式,只要协调好四条腿是向前迈还是向后迈就可以调整好机器人的行走运动了。
2).机械手的运动原理
机械手是由一系列彼此之间装有关节或可相对滑动的段节构成,为了抓握和移动物体,一般有几个自由度。在实际的任务中安置一个灵活的机械手来完成采集样品是必不可少的事情,我们设计的机械手可以用来完成抓取样品,放置样品的动作要求。而机械手的驱动装置可由电动,气动和液压驱动。出于能量,尺寸及重量要求的考虑,在此我们选择了电动,选用了便于控制的舵机来驱动和抓取。
机械手的手爪是机械手的一个重要装置,抓取样品时用两个手爪进行左右张
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合来完成抓取样品的任务。
图十
如图十,是我们抓取物体时用的机械手,它的抓取机构(手爪)通过连杆机构直接由电机控制,其原理是:通过电机的转动拉伸使手爪可以绕着固定点1,2实现手爪的开合。
图十一
3).目标的识别:
我们设计的机器人的任务是让它自动地寻找放在地上的木块。当然这离不开感应器的帮助,在这个机器人上我们安装了一个红外光电反射式感应器,让它寻找目标,还装有一个测距传感器用它来控制机器人和目标物体的距离,使得机械手臂很顺利的拾起物体并能很好的放回回收箱内。
在控制系统方面我们采用分布式控制,即每条腿上有一个单片机信号来控制本条腿的动作,有一个中央控制中心负责给各条腿发送控制信号,协调各条腿之间的动作。同时中心还接收来自感器传来的信号,辨别是否有障碍物在前方,以
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采取不同的行走方式,达到避障的目的。
四.框图:
1.整体运动框图:
图十二
2.程序执行框图:
图十三
五.尺寸说明:
为了便于在实际设计制造过程中顺利,和考虑到某些零部件的实际尺寸,向大范围的尺寸靠近,大致尺寸确定如下:
整体尺寸:250mm×250mm
腿 长:L=180mm
主 体 高:H=70mm
腿的回转半径:R=60mm
手臂长:L′=200mm
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六.设计小结:
因为设计时间有限,我们在查找了有关的资料,并且经过我们的考虑与分析后,基本确定上述理论方案。当然,在今后的实际设计时,对于目前的设计理论方案还有待改进和理论强化,我们争取制作出一个我们能够完成我们设计任务的“四足机器人”。