Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Jak programovat čtyřnásobný robot s Arduinem

Legged roboty jsou skvělí! Mohou zvládnout terén lépe než jejich kolečkové protějšky a pohybovat se různými a zvířecími způsoby. Nicméně, toto dělá legged roboty více komplikovaný, a méně dostupný pro mnoho tvůrců.

Pojďme se čtyřnohým robotem (také známým jako čtyřnohý) chůzi. Vezmu vás běžným stylem chůze (nazvaným chůze) a ukážu vám, jak ho naprogramovat na Arduinu.

Čtěte články z časopisu přímo zde Udělat:. Ještě nemáte předplatné? Dostaňte je dnes.

Slovo na čtyřúhelníku

Čtyřlůžky najdete v přírodě, protože čtyři nohy umožňují pasivní stabilitu, nebo schopnost zůstat stát bez aktivního nastavení polohy. Totéž platí pro roboty. Čtyřnohý robot je levnější a jednodušší než robot s více nohami, přesto může dosáhnout stability.

Pasivní vs. aktivní stabilita

Židle je pasivně stabilní, protože nepotřebuje žádnou kontrolu ani úpravu, aby zůstala ve vzpřímené poloze. Stálý člověk je aktivně stabilní, protože vaše tělo vyžaduje stálou kontrolu polohy, aby zůstalo stát.

Když je čtyřnožka stojící na čtyřech nohách, je pasivně stabilní. Při chůzi má možnosti. Dokáže udržet pasivní stabilitu při chůzi tím, že drží tři nohy na zemi a natahuje se čtvrtým. Může se také vzdát pasivní stability a aktivně se pohybovat rychleji (i když méně hladce). Tyto dva typy chůze chůze se nazývají creep a klus. Ukážu vám, jak funguje creep chůze.

Creep Gait

Creep chůze je nejjednodušší chůze chůze k použití. Robot drží tři nohy na zemi a drží jeho těžiště (CoG) uvnitř trojúhelníku tvořeného těmi třemi nohami. Pokud je CoG mimo tento trojúhelník příliš dlouho, spadne (obr. A).

Fotka funkce Hep Svadja. Diagramy Julianna Browna

Dost jednoduché. Problém je, jak udržet tuto stabilitu při chůzi. Vzor na obrázku B vám ušetří hodiny pokusů a omylů (věřte mi, já vím). Je to jednoduchý typ pasivně stabilního creepu.

Přestávka Creep Gait

1. Toto je výchozí pozice, s dvěma nohama nataženými na jedné straně a druhá dvě nohy se stáhly dovnitř.

2. Horní pravá noha se zvedne a natáhne se daleko před robotem.

3. Všechny nohy se posouvají dozadu a pohybují tělem dopředu.

4. Nožní noha se zvedne a postoupí podél těla. Tato poloha je zrcadlovým obrazem výchozí pozice.

5. Horní levá noha se zvedne a natáhne se daleko před robotem.

6. Opět se všechny nohy posouvají dozadu a pohybují tělem dopředu.

7. Zadní pravá noha se zvedne a vrátí se do těla, čímž nás vrátí do výchozí pozice.

Všimněte si, že trojúhelník tvořený nohama na zemi vždy obsahuje CoG. To je podstata chůze.

Když se podíváme na tento vzor, ​​můžeme vidět, že se jedná v podstatě o dvě sady zrcadlených pohybů. Krok, krok a posun, následovaný dalším krokem, krokem a posunem na druhé straně.

Napište kód

Chůze je poměrně jednoduchá - ale jak to vlastně změníme na kód? První věc, kterou musíte udělat, je rozhodnout o specifických pozicích x, y nohou v každé poloze (obr. C).

Každá noha má svou vlastní osu x a y. Můžeme dát nohu každé nohy pozici, v milimetrech, vzhledem k této ose. Například levá noha má pozici (-50,50). Nyní můžeme tyto pozice aplikovat na každou fázi chůze. Mějte na paměti, že konkrétní pozice budou záviset na délce nohy robota. Pro libovolné libovolné čtyřúhelníky budete muset určit určitá čísla. Obrázek D je příkladem pozic.

Mezi každým krokem se musíme zabývat pouze změnou polohy označenou zelenými šipkami na pořadí výše. Tak jak to přeložit do kódu? Pojďme se podívat na kód Arduino, abychom jej mohli implementovat (což lze také zobrazit jako soubor txt).

Překvapivě jednoduché, že? Rozdělme to dále na obrázcích E až K.

S tímto přístupem budete mít svého robota v žádném okamžiku. Pokud používáte servomotory, musíte nejprve zvládnout inverzní kinematiku, která vám umožní přeložit úhly servomotoru do zde popsaných poloh.

Podíl

Zanechat Komentář