多足仿生机器人的设计与实现.docx

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1、 多足仿生机器人的设计与实现 中图分类号：G623.58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2023）13-0213-011 引言世界上许多国家与地区都致力于多足仿生气器人的研发与制造，仿生气器人是基于对生物运动状态与生理构造的一种模拟，是运用机械构造完成类似生物的动作的机器人，而多足仿生气器人主要是通过PC机的精度掌握，利用多足仿生气构来使机器人进展动态移动的系统。这种机器人能够在各种状况的路面移动，这对于传统机器人行动的缺乏进展了改善，能够在多样化的环境下完成操作指令。本文主要是一种六足仿生气器人的设计与详细行动的讨论，是通过Arduino 主控的18自由度的仿生气器人。2 多

2、足仿生气器人概述多足仿生气器人主要是对生物体的一种状态仿照，能够对爬行生物进展仿真运动，这主要是对其生理构造等内容进展细致的探究而研发制造的。多足仿生气器人对于环境的影响程度特殊小，这一点与传统的履带机器人是有差异的，但是是在路况不好的地方，在障碍物面前不如传统的机器人便利。主要的仿生原理是通过对昆虫运动的器官进展模拟，特殊是昆虫的足（如图1），通过对基节、转节、腿节、胫节、跗节和前跗节等构造的模拟，来进展类似昆虫的运动步态。如图1昆虫的足。3 系统总体方案设计多足仿生气器人的掌握系统为Arduino ，这是在对硬件32位ARM的集成处理器，从而对运动进展掌握，使机器人可以正常的运行与发生东西

3、，本次设计系统主要是基于三角步态下的模拟来对昆虫运动状态的仿真，这样的方法对各种环境的适应力量比拟强，而且运动过程中的稳定性更佳，其主要特点就是智能的调整步态。该系统是通过掌握手柄与蓝牙等共同进展的，已完成对机器人的掌握。3.1 总掌握本次系统的主掌握器是Arduino，是硬件主控板之内对32位ARM和Arduino主控板ATMEGA 328进展集成处理，舵掌握的32位ARM对该机器的动作进展掌握，ATMEGA 328对环境信息进展处理，并接收以及发送数据以及指导机器人的详细动作，而机器人传感器是对环境数据的可知行接收。3.2 转向器转向器的硬件包括减速器、位置反应电位器与壳体以及电机组成，其

4、工作原理是主掌握器的信号传输，而硬件电路板上的IC对旋转角度进展感知，电机开头运行，通过减速齿轮向转向机的方向盘输出动力，转向机的输出轴和位置反应电位计有严密的连接，当方向盘转动过程中，将驱动位置反应电位计向掌握电路板输出电压信号。转向机的输入信号是周期为19ms、脉冲宽度为的0.61 ms至3.01 ms，对应的舵角为0至180，具有相对规定的合理宽度被发送到转向机和转向机，不管外部怎么样的扭矩，输出轴将保持在相应的位置，转向器角度不变，这种状态会连续到另一个再次进入转向机脉宽调制信号的宽度，转向机将转变输出角度，并使其移动到新的角度。3.3 肢体SolidWorks软件首先绘制机器人的三维

5、图形，制作机械构造，该系统中使用的肢体材料是铝合金，腿部构造被设计成使得每只脚具有由三个转向器掌握的三个关节，多足仿生气器人的每只腿是3个自由度，六只腿是18个自由度。4 系统的搭建以及软硬件联调4.1 系统的搭建系统的整体构造用Solid Works软件绘制，然后相关文档被导出，输入雕刻机和铣床，以制作外部支撑构造和肢体零件，中后对示意图进展对比，转向机的32位ARM处理器集成在主控板上，在板铸造、粘贴、焊接和测试后，转向机、主控板和肢体组装在一起，肢体、转向机和主掌握器组装好后，编写转向机动作组程序和传感器程序。4.2 主控板程序下载4.2.1 舵机动作组程序下载对合理的串行通信端口进展选

6、择，对PC转向器软件下载进展操作，对动作组文件进展补充，其存储路径将显示在右侧的框，点击下载动作组按钮将动作组程序下载到舵机掌握板的空间内。4.2.2 Arduino 程序下载配置Arduino IDE编译环境，即选择合理的串行通信端口和板载主型号。将图像信号模块上的引脚依次连接到主控板上的相应位置，并将USB端口插入计算机的USB接口，移除其他外部电源模块，USB直接向主控板供电，在Arduino IDE编译完代码后，马上按下复位键以显示存储容量，闪耀信号灯表示程序已完成。4.2.3 系统的软硬件联调连接硬件机械构造和电路，在PC的转向器动作组调试动作组，布置转向器形成与实际转向器位置相对应

7、的布局。通过调整界面上每个转向器的角度来转变实际转向器详细位置，机器人可以执行相应的动作，编写传感器，将程序下载到主控板开头硬件以及软件调试。5 系统的整体测试以及性能的优化把已经在完成编写的脚本动作下载到总掌握板，把电池与系统进展正确的联结，进展测试步态，并在过程中对其进展记录。对传感器与掌握手柄进展测试，同时记录整个过程，最终有必要进展屡次测试保证测试的精确程度。通过对转向器的布局，对其对应状态进展优化，然后在界面上对转向器的角度进展一一对应，调整动作。设计多个动作步骤，载入储存空间，多足仿生气器人可以进展动作。在进展屡次试验与测试后，对其误差进展调整，不断优化步态指令，使最终正确的完成指令。6 结语该系统使用的是Arduino作为总掌握，然后在集成32位ARM处理器对动作进展掌握，通过三角步态对昆虫的运动状态进展仿真，能够在不同的环境下完成指令，并对环境的适应力量比拟高，能够智能的调整详细步态，能够更快速的移动，又很大的自由空间，移动的精确性也比拟高。