双足机器人的硬件结构结构件的尺寸与型号决定(组图)

双脚行走机器人—直立行走,自由度好,灵活、自由、稳定。双足机器人是一种仿生型机器人,可以实现机器人的双足行走及相关动作。作为机械控制的动态系统双足步行机器人制作入门,双足机器人具有丰富的动态特性。在未来的生产生活中,仿人双足步行机器人可以帮助人类解决很多问题,比如搬运物品、紧急救援等一系列危险或繁重的任务。

一、机器人的结构设计

机器人的关节

双足步行机器人的结构与人类相似,可以像人类一样行走。该机器人采用模拟舵机代替人体关节来实现机器人的步态设计控制。通过伺服控制芯片控制各关节的运动,从而实现对步幅大小、速度和幅度的控制。

图片[1]-双足机器人的硬件结构结构件的尺寸与型号决定(组图)-8118体育网

使用铝合金或其他轻质高硬度材料制作机器人的结构部件,类似于人体骨骼,以支撑整个机器人。机器人的顶板和脚板采用轻质坚固的材料(如亚克力板),模拟人体胯部和鞋底,支撑机器人的行走和稳定性。由于行走是多关节动作,机器人可以独立完成行走或其他任务。机器人作为仿人机器人,用六个舵机代替两条腿的关节,一条腿的三个关节如图1所示。

图1双足机器人的关节

图2机器人关节结构

图片[2]-双足机器人的硬件结构结构件的尺寸与型号决定(组图)-8118体育网

伺服:使用伺服而不是关节。舵机的好坏决定了机器人行走的好坏。选择质量好、运行稳定、执行到位的常规舵机就足够了。决定结构件尺寸和型号的关键是舵机的尺寸和型号。

机器人的硬件结构

机器人的硬件结构如图3所示。

图3 机器人硬件结构件:2mm铝合金板用于制作结构件代替骨骼。选材注意事项:材料需易于切割和冲孔。材料成型后不易变形。可以支撑机器人的重量。

足部和顶部:使用0. 5 mm 亚克力制作机器人的足部和顶部,以模拟人的足部和骨盆。

二、机器人控制器设计

控制板相当于人脑向舵机发出指令,控制机器人的动作。本文采用Atmegal 6作为机器人的主控板。 ATmegal 6 是一款基于增强型 AVR RISC 架构的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。由于其先进的指令集和单时钟周期指令执行时间,ATmegal6的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz,可以减缓系统功耗与处理速度的矛盾。

图4机器人核心控制电路图三、软件设计与调试

机器人工作流程

双足步行机器人(窄脚)的步态比较接近正常人走路的步态,根据重心控制步态。为了方便程序的编写和动作的调试,关节舵机的编号为(0-5)。编程为理想编程,实际程序会偏离理想编程,所以编程完成后,需要重复多次。动作的微调,机器人的工作流程图如图5所示。

图5机器人工作流程图

机器人舵机是对称安装的,所以写代码的时候要注意舵机的运动方向。倒车动作时机器人不宜过快。太快可能会导致无法完整读取代码,动作不到位会导致机器人摔倒。

伺服控制原理

本文使用的舵机为模拟舵机,因此采用脉宽调制(PWM)来控制舵机的信号输出。 PWM 是一种非常有效的技术,它使用微处理器的数字输出来控制模拟电路。具有经济节省空间、抗噪能力强等优点双足步行机器人制作入门,广泛应用于从测量、通信到功率控制和转换等诸多领域。 在电机控制领域,强调节能环保的变频技术,如变频空调、变频洗衣机、变频冰箱等。其实他们使用的核心技术就是PWM技术。

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