制作一个机器螳螂

机器谱 · 发表于 2022-12-20 14:12:17

本帖最后由机器谱于 2022-12-20 16:09 编辑

1. 运动功能说明

机器螳螂可以通过两侧仿生腿的差速运动来实现前进、后退、原地转向、大半径转向等基本行走功能。行走时在传动机构的作用下，两个前肢也会一起运动。颈部的关节模组可以驱动头部和前肢做上、下运动。

2.结构说明

该样机的行走机构由两组仿生腿构成，仿生腿由直流电机驱动，包含1个偏心轮滑块机构，和1个偏心轮摇杆机构，前肢也是1个偏心轮摇杆机构，通过偏心轮安装的相位差来确定中间腿、后腿、前肢的运动节奏。

中间腿的传动结构运动原理，如下图所示：

后腿和前肢的传动结构运动原理，如下图所示：

3. 运动功能实现
该机构的运动方式也是差速运动，小型双轮差速底盘【https://www.robotway.com/h-col-113.html】一样，请参考小型双轮差速底盘机构。关节模组【https://www.robotway.com/h-col-121.html】驱动的，可以参考关节模组的控制方法。

下面是“向前行走同时点头攻击”功能的实现方法。

3.1 电子硬件

在这个示例中，采用了以下硬件，请大家参考：

主控板	Basra（兼容Arduino Uno）
扩展板	Bigfish2.1
电池	7.4V锂电池

3.2 编写程序

编程环境：Arduino 1.8.19

代码如下（Mantis.ino）：
/*------------------------------------------------------------------------------------
版权说明：Copyright 2022 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 2022-9-8 https://www.robotway.com/
------------------------------
实验功能：
实现机器螳螂前进的同时点头攻击.
-----------------------------------------------------
实验接线：螳螂的左腿接D5，D6；右腿接D9,D10；颈部关节模组的舵机接D4。
------------------------------------------------------------------------------------*/
#include<Servo.h> //调用舵机库
#define Servo_Pin 4 //定义舵机引脚号
#define Angle_Zero 90 //设置舵机转动的角度为90度
#define Angle_One 45 //设置舵机转动的角度为45度
void Mantisup(); // 前进并抬头
void Mantisdown();// 前进并低头
Servo myservo; //声明舵机对象
//程序初始化部分：设置电机引脚为输出模式
void setup() {
Serial.begin(9600);//开启串口，并设置波特率为9600
myservo.attach(Servo_Pin);//设置舵机引脚
pinMode( 5 , OUTPUT); //将引脚5设置为输出模式
pinMode( 6 , OUTPUT); //将引脚6设置为输出模式
pinMode( 9 , OUTPUT); //将引脚9设置为输出模式
pinMode( 10 , OUTPUT); //将引脚10设置为输出模式
}
//主程序部分：螳螂前进的同时点头攻击
void loop() {
Mantisup();
delay(500); //保持0.5秒
Mantisdown();
delay(500); //保持0.5秒
}
//封装螳螂前进并抬头动作子程序
void Mantisup() {
myservo.write(Angle_Zero); //4号引脚舵机直接转到90度
digitalWrite( 5 , LOW ); //前进
digitalWrite( 6 , HIGH );
digitalWrite( 9 , LOW );
digitalWrite( 10 , HIGH );
}
//封装螳螂前进并低头动作子程序
void Mantisdown() {
myservo.write(Angle_One); //4号引脚舵机直接转到45度
digitalWrite( 5 , LOW ); //前进
digitalWrite( 6 , HIGH );
digitalWrite( 9 , LOW );
digitalWrite( 10 , HIGH );
}代码如下（Mantis.ino）：
/*------------------------------------------------------------------------------------
版权说明：Copyright 2022 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 2022-9-8 https://www.robotway.com/
------------------------------
实验功能：
实现机器螳螂前进的同时点头攻击.
-----------------------------------------------------
实验接线：螳螂的左腿接D5，D6；右腿接D9,D10；颈部关节模组的舵机接D4。
------------------------------------------------------------------------------------*/
#include<Servo.h> //调用舵机库
#define Servo_Pin 4 //定义舵机引脚号
#define Angle_Zero 90 //设置舵机转动的角度为90度
#define Angle_One 45 //设置舵机转动的角度为45度
void Mantisup(); // 前进并抬头
void Mantisdown();// 前进并低头
Servo myservo; //声明舵机对象
//程序初始化部分：设置电机引脚为输出模式
void setup() {
Serial.begin(9600);//开启串口，并设置波特率为9600
myservo.attach(Servo_Pin);//设置舵机引脚
pinMode( 5 , OUTPUT); //将引脚5设置为输出模式
pinMode( 6 , OUTPUT); //将引脚6设置为输出模式
pinMode( 9 , OUTPUT); //将引脚9设置为输出模式
pinMode( 10 , OUTPUT); //将引脚10设置为输出模式
}
//主程序部分：螳螂前进的同时点头攻击
void loop() {
Mantisup();
delay(500); //保持0.5秒
Mantisdown();
delay(500); //保持0.5秒
}
//封装螳螂前进并抬头动作子程序
void Mantisup() {
myservo.write(Angle_Zero); //4号引脚舵机直接转到90度
digitalWrite( 5 , LOW ); //前进
digitalWrite( 6 , HIGH );
digitalWrite( 9 , LOW );
digitalWrite( 10 , HIGH );
}
//封装螳螂前进并低头动作子程序
void Mantisdown() {
myservo.write(Angle_One); //4号引脚舵机直接转到45度
digitalWrite( 5 , LOW ); //前进
digitalWrite( 6 , HIGH );
digitalWrite( 9 , LOW );
digitalWrite( 10 , HIGH );
}

复制代码

4.扩展样机

本样机有按照：

① 2个直流电机 VS 1个直流电机；

② 颈部有关节 VS 颈部无关节；

③ 有翅膀 VS 无翅膀

等要素，可以排列组合出多种方案。

另外，也可以用各种手工材料给螳螂制作丰富多彩的外观。

5. 资料下载

资料内容：

①样机3D文件

②样机例程源代码

资料下载链接 https://www.robotway.com/h-col-147.html

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