4自由度并联机器狗实现下蹲功能-526互联

1. 功能说明

本文示例将实现R328a样机4自由度并联机器狗下蹲的功能。

2. 结构说明

本样机的并联驱动结构与【R082】4自由度并联四足类似，两款样机可以对比来看。

本样机腿部的结构如下图所示：驱动核心部分是两个5杆结构的组合。

两个五杆结构图

驱动核心部分再搭配下图的四杆结构，即可构成单侧的腿。驱动核心部分再搭配下图的四杆结构，即可构成单侧的腿。

四杆结构

单侧腿部图

整机

3. 电子硬件

在这个示例中，我们采用了以下硬件，请大家参考：

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

电路连接：为了便于识别控制4自由度并联机器狗，我们先规定好机器狗的前方以及舵机位置编号（如下图所示）：

将舵机（A1、A2 、B1、B2）连接在Bigfish扩展板的D4、D7、D3、D8端口，如下图所示：

4. 功能实现

上位机：Controller 1.0

下位机编程环境：Arduino 1.8.19

实现思路：实现4自由度并联机器狗站立、前蹲、后蹲的动作。

4.1 调试舵机角度

利用上位机 Controller软件调整4自由度并联机器狗的舵机角度，记录下机器狗站立、前蹲、后蹲时舵机的角度；然后利用Arduino IDE进行下位机编程，利用这些角度实现机器狗下蹲的功能。

对于如何利用Controller软件进行调试机器狗的舵机角度，可参考【U002】如何驱动模拟舵机-Controller 1.0b软件的使用在本次实验中，经过调试，对于4自由度并联机器狗站立、前蹲、后蹲时的舵机角度值如下图所示：

机器狗站立时的舵机值

机器狗前蹲时的舵机值

机器狗后蹲时的舵机值

4.2 示例程序

下面提供一个4自由度并联机器狗下蹲的参考例程（Dog_squat.ino），实验效果可参考演示视频。

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        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 2023-05-26 https://www.robotway.com/

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/*

    本例程实现机器小狗站立、前蹲和后蹲

*/


#include<Servo.h>

#define SERVO_SPEED 60      //定义舵机转动快慢的时间

#define ACTION_DELAY 0      //定义所有舵机每个状态时间间隔


Servo myServo[4];


int f = 15;                                         //定义舵机每个状态间转动的次数，以此来确定每个舵机每次转动的角度

int servo_port[4] = {3,4,7,8};                      //定义舵机引脚

int servo_num = sizeof(servo_port) / sizeof(servo_port[0]);   //定义舵机数量

float value_init[4] = {1513,1457,1074,1545};        //定义舵机初始角度


void setup() {

  Serial.begin(9600);

  for(int i=0;i<servo_num;i++){

    ServoGo(i,value_init[i]);

  }

  delay(2000);

}


void loop() {

  Dog_squat();

}


void Dog_squat()

{

  servo_move(value_init[0],value_init[1],value_init[2],value_init[3]);//直立

  servo_move(1243,1703,1278,1299);//向后蹲下

  servo_move(value_init[0],value_init[1],value_init[2],value_init[3]);//直立

  servo_move(1715,1255,1052,1545);//向前蹲下

  servo_move(value_init[0],value_init[1],value_init[2],value_init[3]);//直立

}



void ServoStart(int which)

{

  if(!myServo[which].attached())myServo[which].attach(servo_port[which]);

  pinMode(servo_port[which], OUTPUT);

}


void ServoStop(int which)

{

  myServo[which].detach();

  digitalWrite(servo_port[which],LOW);

}


void ServoGo(int which , int where)

{

  if(where!=200)

  {

    if(where==201) ServoStop(which);

    else

    {

      ServoStart(which);

      myServo[which].write(where);

    }

  }

}


void servo_move(float value0, float value1, float value2, float value3) //舵机转动

{

 

  float value_arguments[] = {value0, value1, value2, value3};

  float value_delta[servo_num];

 

  for(int i=0;i<servo_num;i++)

  {

    value_delta[i] = (value_arguments[i] - value_init[i]) / f;

  }

 

  for(int i=0;i<f;i++)

  {

    for(int k=0;k<servo_num;k++)

    {

      value_init[k] = value_delta[k] == 0 ? value_arguments[k] : value_init[k] + value_delta[k];

    }

    for(int j=0;j<servo_num;j++)

    {

      ServoGo(j,value_init[j]);

    }

    delay(SERVO_SPEED);

  }

  delay(ACTION_DELAY);

}