亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        六足仿生機器人設計與實現

        2020-09-10 00:23:54韓凱
        內燃機與配件 2020年15期
        關鍵詞:機械結構單片機

        韓凱

        摘要:為解決非結構環(huán)境下機器人地形適應性差、運動靈活性低等問題,本文基于仿生學原理設計開發(fā)了六足仿生機器人,以飛思卡爾K60處理器為主控芯片,完成了六足機器人的機械結構與控制系統(tǒng)設計,增設多種傳感器模塊,增強機器人的穩(wěn)定性和自適應能力。

        Abstract: In order to solve the problems of poor terrain adaptability and low motion flexibility of robots in unstructured environments, this article designed and developed a six-legged bionic robot based on the principle of bionics, using Freescale K60 processor as the main control chip to complete the mechanical of the six-legged robot Structure and control system design, add a variety of sensor modules to enhance the stability and adaptive ability of the robot.

        關鍵詞:單片機;仿生機器人;機械結構;尋跡

        Key words: singlechip;bionic robot;mechanical structure;trace

        0 ?引言

        隨著現代技術的不斷發(fā)展,人類對于自然界的探索范圍也日趨擴大,對于某些人類不能進入的地方只能依賴于機器人進行替代。

        目前對于陸面機器人的研究成果主要體現在輪式、足式和履帶式機器人上,輪式和履帶式機器人在平面運動上穩(wěn)定性高,應用較為廣泛,不足之處在于不能應用于崎嶇地形,適應能力較差。相比之下足式機器人具備冗余的機械結構,落足點可以任意離散分布在工作空間,可以適應復雜的非結構地形和不確定環(huán)境,提高機器人運動的可靠性。

        本文基于仿生學原理,以六足昆蟲為仿生模型,分析其身體結構和運動機理,設計開發(fā)六足機器人適用于復雜地形的運動。

        1 ?本體結構設計

        以六足昆蟲為仿生模型,要求機械結構本體對稱且可靠性高,各機構零件連接可靠易裝配,機器人運動自由度合理分配不存在干涉。

        如圖1所示,設計的機器人選用全鋁框架材質,在保持輕量化的同時具備較高強度,整體為似菱形外形,六條腿均勻對稱分布在身體兩側使機器人重心穩(wěn)定,上頂機蓋預留位置用于傳感器的安裝。

        機器人腿部設計如圖2所示,在機器人腿部2膝關節(jié)4髖關節(jié)和6根關節(jié)處安裝舵機進行驅動,每條腿三個自由度,一共安裝有18個舵機。

        六足機器人關節(jié)的轉動是靠運動副實現的,因此各個關節(jié)均設計有軸承。使用軸承可以減小各個關節(jié)轉動時的阻力,從而減小機器人的功耗。

        2 ?控制系統(tǒng)設計

        控制系統(tǒng)要求穩(wěn)定性強、實用性高、經濟性好,滿足機器人實時控制,預留控制接口以便于二次開發(fā)升級。

        2.1 硬件設計

        機器人的底層控制系統(tǒng)硬件設計如圖3所示。

        硬件部分主要包括最小系統(tǒng)模塊、電源模塊、傳感器模塊和運動控制模塊。

        最小系統(tǒng)中采用MK60DN512VLL10 為主控芯片,其運算速度快、外部接口豐富且能耗較低,能夠全方位的滿足六足機器人的控制要求。

        電源模塊主要為機器人供電,主要包括舵機部分供電和控制器供電,同時考慮電壓需求和運動續(xù)航能力。本文設計采用12V、4200mah三芯鋰電池為電源,同時設計降壓模塊,分別提供6V、5V、3.3V供電。

        為了實時采集機器人周圍環(huán)境信息并進行反饋控制,本文設計表1所示的傳感器模塊。

        采用PWM信號對舵機進行控制,由于機器人共需18路PWM信號,因此選用兩片pca9658芯片通過IIC通信來進行擴展,可同時控制32個舵機。

        2.2 軟件設計

        本文在IAR開發(fā)環(huán)境下按照分層思想進行了軟件的編寫,軟件整體設計如圖4所示。

        以圖5所示視覺傳感器為例,器件型號為OV7725, 工作電壓為DC3V,IIC 總線控制、8 位并行數據傳輸,圖像輸出幀率 0-150(幀/秒)軟件可調,同時可以設置不同的分辨率??芍苯佑布敵龆祷瘓D像,大大減輕單片機壓力。

        機器人在黑白跑道運動時,將左右兩側的黑色像素點取平均值,可以算出機器人偏差,由于機器人的轉向角度是離散的,不需要復雜的PID控制。當其方向偏左,調用向右轉向的動作組即可,方向偏右時同理。

        while(1)

        {

        OV7725_Init(image_bin);

        OV7725_get_img(); ? ? img_extract(image_bin,img,CAMERA_SIZE);

        imgErr = imgProcess();

        if(imgErr < -22)

        motionCtr(left);

        if(imgErr > 22)

        ? ?motionCtr(right);

        if(imgErr >= -22 && imgErr <= 22)

        ? ?motionCtr(forward);

        }

        3 ?結論

        本文基于仿生學原理,以六足昆蟲為仿生模型,設計開發(fā)了六足機器人,完成了本體結構設計,并使用K60對六足機器人的控制系統(tǒng)進行軟硬件設計,編寫了相應的控制程序,增設傳感器提高了機器人的適應能力。

        參考文獻:

        [1]朱曉峰.六足仿生機器人單腿結構設計及其柔順控制研究[D].哈爾濱工業(yè)大學,2010.

        [2]陳瑞曉.仿生六足機器人機構設計及驅動系統(tǒng)研究[J].現代制造技術與裝備,2019(12):100-102.

        [3]趙涓涓.六足仿生機器人避障功能的設計與實現[J].機械管理開發(fā),2019,34(11):11-13.

        [4]姜奧博,胡聰,朱輝.仿生自主運動的六足機器人的設計與實現[J].科技資訊,2019,17(31):10-12.

        [5]李俊敏.基于STM32的六足機器人運動控制系統(tǒng)研究[J].河南科技,2019(25):32-34.

        猜你喜歡
        機械結構單片機
        基于單片機的SPWM控制逆變器的設計與實現
        電子制作(2019年13期)2020-01-14 03:15:28
        基于單片機的層次漸變暖燈的研究
        電子制作(2019年15期)2019-08-27 01:12:10
        基于單片機的便捷式LCF測量儀
        電子制作(2019年9期)2019-05-30 09:42:02
        小議PLC與單片機之間的串行通信及應用
        電子制作(2018年12期)2018-08-01 00:48:04
        基于單片機的平衡控制系統(tǒng)設計
        電子制作(2017年19期)2017-02-02 07:08:27
        煙火制品自動壓藥生產線機械結構綜述
        陶瓷壓機機械結構剛性對能耗影響的研究
        佛山陶瓷(2016年12期)2017-01-09 13:43:10
        新鮮果蔬自動售貨機的設計與實現
        科技傳播(2016年19期)2016-12-27 16:22:26
        基于機械機構中設計方法及原理的研究
        試析機械結構優(yōu)化設計的應用及趨勢
        国产无遮挡无码视频免费软件 | 国内熟女啪啪自拍| 人妻影音先锋啪啪av资源| 久久欧美与黑人双交男男| 中文字幕亚洲好看有码| 国产桃色精品网站| 人妻人妇av一区二区三区四区 | 大量老肥熟女老女人自拍| 极品粉嫩小仙女高潮喷水操av| 日韩av无码精品一二三区| 久久人妻内射无码一区三区| 国产一区a| 国产精品无码久久久久下载| 国产一区二区av男人| 国产桃色一区二区三区| 欧美又大又色又爽aaaa片| 色婷婷七月| 亚洲性码不卡视频在线| 丝袜美腿精品福利在线视频| 亚洲精品中文字幕乱码影院| 国产精品伦一区二区三级视频| aaaaa级少妇高潮大片免费看| 国产性一交一乱一伦一色一情 | 久久天天躁夜夜躁狠狠躁2022| 亚洲乱精品中文字字幕| 亚洲国产精品嫩草影院久久av | 国产午夜精品美女裸身视频69| 精品色老头老太国产精品| 亚洲精品在线免费视频| 熟妇人妻久久中文字幕| 一本一本久久a久久精品综合麻豆| 精品一区二区av天堂| 日本五十路熟女在线视频| 精品亚洲第一区二区三区| 国产精品欧美一区二区三区| 麻豆五月婷婷| 99久久免费精品色老| 国产一区二区黄色录像| 鲁一鲁一鲁一鲁一曰综合网| 久久久久久久久久久熟女AV| 东京热东京道日韩av|