Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Bagaimana Program Robot Quadruped dengan Arduino

Robot berkaki hebat! Mereka boleh mengendalikan medan lebih baik daripada rakan-rakan beroda mereka dan bergerak dalam pelbagai cara dan haiwan. Walau bagaimanapun, ini membuat robot berkaki lebih rumit, dan kurang diakses oleh banyak pembuat.

Mari kita dapatkan robot berkaki empat (juga dikenali sebagai berjalan berkaki empat). Saya akan membawa anda melalui gaya berjalan biasa (dipanggil berjalan) dan menunjukkan kepada anda bagaimana untuk memprogramkannya pada Arduino.

Baca artikel dari majalah di sini Buat:. Tidak mempunyai langganan lagi? Dapatkan satu hari ini.

Satu Perkataan pada Quadrupeds

Anda akan mendapati quadrupeds yang banyak di alam, kerana empat kaki membolehkan kestabilan pasif, atau keupayaan untuk tetap berdiri tanpa aktif menyesuaikan kedudukan. Begitu juga dengan robot. Robot berkaki empat lebih murah dan lebih mudah daripada robot dengan lebih banyak kaki, namun ia masih dapat mencapai kestabilan.

Passive vs. Active Stability

Kerusi adalah stabil pasif, kerana ia tidak memerlukan kawalan atau pelarasan untuk tetap tegak. Manusia berdiri secara aktif stabil kerana badan anda memerlukan kawalan kedudukan yang tetap untuk kekal berdiri.

Apabila berbentuk segi empat tepat berdiri pada empat kaki, ia stabil secara pasif. Apabila berjalan, ia mempunyai pilihan. Ia dapat mengekalkan kestabilan pasif ketika berjalan dengan menjaga tiga kaki di atas tanah, dan mencapai dengan keempat. Ia juga boleh memberikan kestabilan pasif dan menggunakan kestabilan aktif untuk bergerak lebih cepat (walaupun kurang lancar). Kedua-dua jenis pakaian berjalan dipanggil creep dan trot. Saya akan menunjukkan kepada anda bagaimana kerja gawang rayap berfungsi.

Creep Gait

Gearah merayap adalah cara berjalan paling mudah untuk digunakan. Robot menyimpan tiga kaki di atas tanah, dan mengekalkan pusat graviti (CoG) di dalam segitiga yang dibentuk oleh tiga kaki itu. Jika CoG berada di luar segitiga ini terlalu lama, ia akan jatuh (Rajah A).

Ciri foto oleh Hep Svadja. Rajah mengikut Juliann Brown

Cukup mudah. Masalahnya ialah bagaimana untuk mengekalkan kestabilan ini semasa berjalan. Corak dalam Rajah B akan menjimatkan jam percubaan dan kesilapan (percayalah, saya tahu). Ia adalah satu jenis mudah langkah berjalur pasif stabil.

Memecahkan Gait Creep

1. Ini adalah kedudukan permulaan, dengan dua kaki diperluas di satu sisi, dan dua kaki lain ditarik ke dalam.

2. Kaki kanan atas mengangkat dan mencapai, jauh di hadapan robot.

3. Semua kaki beralih ke belakang, menggerakkan badan ke hadapan.

4. Kaki belakang kaki mengangkat dan bergerak ke hadapan bersama badan. Kedudukan ini adalah imej cermin kedudukan permulaan.

5. Kaki teratas kiri dan keluar, jauh di hadapan robot.

6. Sekali lagi, semua kaki bergerak ke belakang, bergerak ke depan badan.

7. Kaki belakang kanan mengangkat dan langkah kembali ke dalam badan, membawa kami kembali ke kedudukan permulaan.

Perhatikan bahawa pada setiap masa, segitiga yang dibentuk oleh kaki di atas tanah mengandungi CoG. Inilah intipati langkah gawat.

Ketika kita melihat pola ini, kita dapat melihatnya pada dasarnya dua set gerakan cermin. Langkah, langkah dan peralihan, diikuti dengan langkah, langkah dan peralihan yang lain.

Tulis Kod

Cara berjalan agak mudah - tetapi bagaimana sebenarnya kita mengubahnya menjadi kod? Nah, perkara pertama yang perlu dilakukan ialah menentukan kedudukan x, y kedudukan kaki pada setiap posisi (Rajah C).

Setiap kaki mempunyai paksi x dan y sendiri. Kita boleh memberikan kaki setiap kaki kedudukan, dalam milimeter, berbanding dengan paksi itu. Sebagai contoh, kaki kiri atas mempunyai posisi (-50,50). Sekarang kita boleh memohon jawatan-jawatan ini ke setiap peringkat langkah gawang. Perlu diingat bahawa kedudukan khusus yang anda mahukan akan bergantung kepada panjang kaki robot anda. Untuk apa-apa yang sewenang-wenangnya berbilang empat, anda perlu melakukan pengukuran untuk mencari nombor yang betul. Rajah D adalah contoh kedudukan.

Antara setiap langkah, kita hanya perlu berurusan dengan perubahan kedudukan yang ditandakan oleh anak panah hijau pada urutan di atas. Jadi, bagaimanakah ia diterjemahkan ke kod? Mari lihat kod Arduino untuk melaksanakannya (yang anda juga boleh lihat sebagai fail txt).

Hebatnya mudah, kan? Mari pecahkannya lagi ke dalam Rajah E melalui K.

Dengan pendekatan ini, anda akan mempunyai robot anda berjalan dalam masa yang singkat. Jika anda menggunakan servomotors, anda perlu menguasai kinematik terbalik terlebih dahulu, yang akan membolehkan anda menterjemahkan sudut servomotor ke dalam kedudukan yang dinyatakan di sini.

Kongsi

Meninggalkan Komen