4自由度并联机器狗实现下蹲功能
本帖最后由 机器谱 于 2023-6-19 13:59 编辑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。
https://28846868.s21i.faiusr.com/3/ABUIABADGAAgtOjfowYolt2D8gEwsAQ4uwI.gif.webp
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【https://www.robotway.com/h-col-209.html】 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。
https://28846868.s21i.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgoezfowYoxJvh1gYwmgM4qAE.png.webp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。
https://28846868.s21i.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgtO3fowYogfe34AUwzwE4_gI!300x300.png.webp四杆结构
https://28846868.s21i.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAg9u3fowYowNOH3wEwxQU4_gM!400x400.png.webp单侧腿部图https://28846868.s21i.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgwuPfowYo_KDD-AIw5TQ4zy0!400x400.png.webp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）：
https://28846868.s21i.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAg-e-fowYopLCC3gYwkQM4rgI.png.webp
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：
https://28846868.s21i.faiusr.com/2/ABUIABACGAAgtvTfowYo4JzAuQcwgCQ4gBs!600x600.jpg.webp
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【https://www.robotway.com/h-col-129.html】 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：
https://28846868.s21i.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgwIDgowYo7NTZsQcw_gQ4UQ.png.webp机器狗站立时的舵机值
https://28846868.s21i.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgp4fgowYospWagwEw8wQ4Tg.png.webp机器狗前蹲时的舵机值
https://28846868.s21i.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAg8ofgowYo5e_X7gQw9wQ4Tg.png.webp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），实验效果可参考官网演示视频。
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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;
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 = {3,4,7,8}; //定义舵机引脚
int servo_num = sizeof(servo_port) / sizeof(servo_port); //定义舵机数量
float value_init = {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);
}
delay(2000);
}
void loop() {
Dog_squat();
}
void Dog_squat()
{
servo_move(value_init,value_init,value_init,value_init);//直立
servo_move(1243,1703,1278,1299);//向后蹲下
servo_move(value_init,value_init,value_init,value_init);//直立
servo_move(1715,1255,1052,1545);//向前蹲下
servo_move(value_init,value_init,value_init,value_init);//直立
}
void ServoStart(int which)
{
if(!myServo.attached())myServo.attach(servo_port);
pinMode(servo_port, OUTPUT);
}
void ServoStop(int which)
{
myServo.detach();
digitalWrite(servo_port,LOW);
}
void ServoGo(int which , int where)
{
if(where!=200)
{
if(where==201) ServoStop(which);
else
{
ServoStart(which);
myServo.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;
for(int i=0;i<servo_num;i++)
{
value_delta = (value_arguments - value_init) / f;
}
for(int i=0;i<f;i++)
{
for(int k=0;k<servo_num;k++)
{
value_init = value_delta == 0 ? value_arguments : value_init + value_delta;
}
for(int j=0;j<servo_num;j++)
{
ServoGo(j,value_init);
}
delay(SERVO_SPEED);
}
delay(ACTION_DELAY);
}
5. 扩展样机
本样机可以做出一些扩展，如下图所示的在样机上方增加平板，此样机可用探索者零件或探索者兼容零件制作。
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6. 资料下载
资料内容：
①下蹲-程序源代码
②下蹲-样机3D文件
资料下载地址：4自由度并联机器狗-下蹲 https://www.robotway.com/h-col-237.html
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