电子说
1. 功能说明
本文示例将实现R322样机Delta型腿机器狗维持身体平衡、原地圆形摆动、原地踏步、蹲起、站立、前进、后退、转向、横向移动、斜向移动等功能。
2. 电子硬件
本实验中采用了以下硬件:
主控板 | Basra主控板(兼容Arduino Uno) |
扩展板 | Bigfish2.1扩展板 |
SH-SR舵机扩展板 | |
传感器 | 近红外传感器 |
六轴陀螺仪 | |
电池 | 7.4v锂电池、11.1V动力电池 |
其它 | 电压显示器 |
电路连接说明:为了便于识别控制Delta型腿机器狗,我们先对机器狗的腿位置编号(如下图所示):
① 硬件连接:
② 电压显示器与大电池连接:
③ 舵机接线位置:上面3个舵机分别连接在Bigfish扩展板的D4、D3、D8端口。
Delta型腿机器狗每条腿有4个舵机,4条腿上总共有16个舵机,将这16个舵机分别连接在SH-SR舵机扩展板的舵机接口上。
1号腿 :s1连接口9 s2连接口8 s3连接口5 s4连接口6
2号腿 :s1连接口18 s2连接口19 s3连接口20 s4连接口21
3号腿 :s1连接口0 s2连接口2 s3连接口1 s4连接口3
4号腿 :s1连接口27 s2连接口25 s3连接口26 s4连接口24
3. 功能实现
编程环境:Arduino 1.8.19
下面提供一个Delta型腿机器狗全动作展示(维持身体平衡、原地圆形摆动、原地踏步、蹲起、站立、前进、后退、转向、横向移动、斜向移动)的参考例程(parallel_dog_display.ino),程序源代码及样机3D文件资料详见 https://www.robotway.com/h-col-242.html,具体实验效果可参考网站演示视频。
/*------------------------------------------------------------------------------------ 版权说明:Copyright 2023 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 2023-06-07 https://www.robotway.com/ ------------------------------*/ /***** Copyright 2017 Robot TIme 全动作展示例程 *****/ #include "Tlc5940.h" #include "tlc_servos.h" #include < math.h > #include "types.h" #include "config.h" // 相关函数声明 /***** 红外相关函数 *****/ void IRInit(); //红外初始化 void enableIR(); //红外使能 void disableIR(); //关闭红外 void updateIR(); //红外避障更新动作 /***** 平衡相关函数 *****/ void switchAdjustStat(uint stat); //切换平衡调节模式 不调节/原地调节/行进间调节 void readGyroSerial(); //读取陀螺仪串口消息 void adjustAct(); //平衡调节动作 /****** 腿部动作相关函数 *****/ void setTurnLeftFlag(bool flag); //修改左转状态标志位 void setTurnRightFlag(bool flag); //修改右转状态标志位 void leg1(); //更新1号腿(左前)位置 void leg2(); //更新2号腿(左后)位置 void leg3(); //更新3号腿(右前)位置 void leg4(); //更新4号腿(右后)位置 bool calc(Point3d p, bool leg1, bool leg2, bool leg3, bool leg4); //逆解计算函数 /***** 整机动作相关函数 *****/ void dogReset(Point3d initPos, uint waitTime); //复位动作 void dogInit(); //初始化动作 void upDown(float x, float y, float z1, float z2, uint times); //蹲起动作 void drawCircle(float ox, float oy, float z, float r, uint times); //原地圆形摆动动作 void stepping(float x, float y, float z1, float z2, uint times); // 原地踏步动作 void liftShoulder(uint height, uint times); //原地摆臂动作 //动作周期计数器 int cycleCount; //复位计数器 void resetCycleCount() { cycleCount = -1; } void updateCycleCount() { cycleCount++; } //当前运动状态 dogMode currentMode; //切换运动状态 void setMode(dogMode mode) { if (mode == currentMode) return; if (mode == DOG_MODE_TURN_LEFT) { setTurnLeftFlag(true); setTurnRightFlag(false); } else if (mode == DOG_MODE_TURN_RIGHT) { setTurnLeftFlag(false); setTurnRightFlag(true); } else { setTurnLeftFlag(false); setTurnRightFlag(false); } if (mode == DOG_MODE_BACK) //后退时关闭红外传感器 { disableIR(); } else if (mode == DOG_MODE_STOP) //静止后开始原地姿态调节 { switchAdjustStat(ADJUST_STAT_LEG); dogReset({0, 0, Leg_Init_Z_Pos}, 200); } currentMode = mode; } void updateMode() { if (cycleCount == MOTION_TIMES + 1) setMode(DOG_MODE_BACK); if (cycleCount == 3 * MOTION_TIMES) setMode(DOG_MODE_LEFT); if (cycleCount == 4 * MOTION_TIMES) setMode(DOG_MODE_RIGHT); if (cycleCount == 5 * MOTION_TIMES) setMode(DOG_MODE_RIGHT_FRONT); if (cycleCount == 6 * MOTION_TIMES) setMode(DOG_MODE_RIGHT_BACK); if (cycleCount == 7 * MOTION_TIMES) setMode(DOG_MODE_LEFT_BACK); if (cycleCount == 8 * MOTION_TIMES) setMode(DOG_MODE_LEFT_FRONT); if (cycleCount == 9 * MOTION_TIMES) setMode(DOG_MODE_TURN_LEFT); if (cycleCount == 10 * MOTION_TIMES) setMode(DOG_MODE_TURN_RIGHT); if (cycleCount == 11 * MOTION_TIMES) setMode(DOG_MODE_STOP); } void setup() { //陀螺仪连接串口,波特率115200 Serial.begin(115200); //舵机驱动板初始化 Tlc.init(0); tlc_initServos(); // Note: this will drop the PWM freqency down to 50Hz. //红外传感器初始化 IRInit(); //大狗身体初始化 dogInit(); //原地摆臂动作一次 liftShoulder(40, 1); delay(500); //原地做圆形摆动3周 drawCircle(0, 0, -120, 60, 3); delay(500); //原地蹲起3次 upDown(0, 0, -160, -90, 3); delay(500); //原地踏步6次 stepping(0, 0, -150, -100, 6); delay(500); resetCycleCount(); enableIR(); switchAdjustStat(ADJUST_STAT_TRACK); setMode(DOG_MODE_FRONT); } void loop() { //姿态调节 adjustAct(); if (currentMode == DOG_MODE_STOP) return; //静止模式不进行后续动作 updateMode(); //切换运动模式 //计算4条腿运动位置 leg1(); leg4(); leg2(); leg3(); //更新所有舵机位置 Tlc.update(); //检测红外传感器信息 updateIR(); } //串口与陀螺仪通信 void serialEvent() { readGyroSerial(); } 审核编辑 黄宇
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