楊思想，徐 瑤

（安徽三聯(lián)學(xué)院，安徽 合肥 230000）

所謂仿生就是類似于自然界的生物一樣，在大自然中適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境。性能各方面要好，續(xù)航能力要強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，并有一定的自我恢復(fù)和保護(hù)功能，因此文章將討論如何制作一個(gè)用機(jī)械在輪式機(jī)器人的機(jī)器人添加足式，使其靈活應(yīng)對(duì)不同的地理環(huán)境可以變換不同的運(yùn)動(dòng)方式，這樣就可以保持自身的穩(wěn)態(tài)性能和速度指標(biāo)。動(dòng)力方式也具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，主驅(qū)動(dòng)力是動(dòng)力電池，在電池提供動(dòng)力的前提下，將在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)力摩擦轉(zhuǎn)換成電能，從而生成其機(jī)械動(dòng)能。

1 爬行機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃

爬行機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中，關(guān)節(jié)的相互配合和有序并快速的行走是很重要的，在這個(gè)配合的過程中可以把它簡(jiǎn)化的分成兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)即：支持狀態(tài)和轉(zhuǎn)移狀態(tài)。當(dāng)停下來時(shí)要能支撐的住自己的身體重量，當(dāng)不靜止的時(shí)候又能通過重心的轉(zhuǎn)移來快速行走，這兩種運(yùn)動(dòng)方式才能有序的進(jìn)行下去，每走一步都不會(huì)踩空，而使也下一步做好充分的準(zhǔn)備，配合的越好，達(dá)到的效果就越好，精度就越高。

2 爬行機(jī)器人的系統(tǒng)組成

本項(xiàng)目研究的智能驅(qū)動(dòng)器爬行機(jī)器人要想達(dá)到真正的智能，就需要強(qiáng)大的系統(tǒng)之間默契的配合，系統(tǒng)模塊越多功能就越多，整個(gè)系統(tǒng)主要包含：動(dòng)力電池、各類傳感器檢測(cè)、信號(hào)處理模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、速度檢測(cè)模塊、舵機(jī)控制模塊、參數(shù)調(diào)試模塊、充電對(duì)接模塊等。該設(shè)備的軟件設(shè)計(jì)包括初始化和主程序。控制策略主要是對(duì)設(shè)備循跡檢查，對(duì)設(shè)備位置的矯正使用算法控制設(shè)備運(yùn)動(dòng)的方向和前進(jìn)的速度，以及檢測(cè)設(shè)備電量是否充足，已達(dá)成智能驅(qū)動(dòng)目的。在足輪運(yùn)動(dòng)方式的切換上，重點(diǎn)把握其穩(wěn)定性和步態(tài)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)其在不同的地理環(huán)境下，完成速度的良好控制和自身的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)態(tài)。項(xiàng)目主要包括設(shè)計(jì)與制作設(shè)備，并解決相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，包括硬件設(shè)計(jì)、機(jī)械校調(diào)、電源設(shè)計(jì)。

3 爬行機(jī)器人的的安裝與調(diào)試

（1）首先應(yīng)該把機(jī)器人的框架搭建起來，外形確定好，四個(gè)舵機(jī)四條腿安裝在一個(gè)平面，每個(gè)腿都有一定的自由度，讓其能支撐并走動(dòng)起來，這樣軀體就算搭建完成了。

（2）既然是仿生就肯定要有頭部和尾部，頭部安裝兩點(diǎn)紅外傳感器，就相當(dāng)于兩只眼睛， 這樣機(jī)器人就有了方向，最起碼知道自己在什么位置，可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整自己的步態(tài)，這樣機(jī)器人就有了方向，知道往哪里走。

（3）頭部安裝好之后機(jī)器人只會(huì)直走，因此，需要給機(jī)器人安裝一個(gè)頸部，讓它可以有一定的旋轉(zhuǎn)，左右旋轉(zhuǎn)尋找目標(biāo)，因?yàn)橥鈦淼男盘?hào)都是來自不同的方向，所以兩只眼睛要有一定的夾角，通過感受信號(hào)的強(qiáng)弱大致知道是在左邊還是右邊，可以更準(zhǔn)更快地找到目標(biāo)。

（4）最后把所有的模塊，軟件硬件搭建起來就可以調(diào)試了，通過調(diào)試結(jié)果可以看出基本上能完成目標(biāo)的方向和平穩(wěn)的步態(tài)規(guī)劃，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了爬行的可行性，也能適應(yīng)不同的自然環(huán)境，最終達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

為期一年的大創(chuàng)項(xiàng)目終于結(jié)項(xiàng)了，在這一年的時(shí)間里把課余時(shí)間收集起來干了一件正事 ，感謝老師的細(xì)心幫助和同學(xué)們的精誠(chéng)合作，學(xué)到了課堂上學(xué)不到的東西，真正地把理論用于實(shí)踐。而且老師對(duì)學(xué)生特別負(fù)責(zé)任，每次遇到問題有問必答，遇到問題時(shí)同學(xué)們也都廢寢忘食的解決問題，而不是逃避，都盡力做到完美。在這次項(xiàng)目中深深體會(huì)到知識(shí)的重要性和合作的重要性。

［1］劉迪.足底按摩機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析［D］.沈陽(yáng)：東北大學(xué)，2011.

［2］蘇青.多機(jī)器人路徑規(guī)劃與協(xié)同避碰研究［D］.南京：南京郵電大學(xué)，2014.

［3］楊柳.未知環(huán)境下的多機(jī)器人協(xié)調(diào)合作的研究［D］.北京：華北電力大學(xué)，2009.

［4］鮑敦橋.仿真類人機(jī)器人設(shè)計(jì)及高層決策方法的研究［D］.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2009.