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1、小学期实验报告题目: 避障四足机器人 姓 名 张健、洪训超 学 院 自 动 化 专 业 机械工程及自动化 班 级 2010211401 学 号 10211714 10211716 班内序号 11 13 指导教师 郭磊 2013 年 6 月 四足避障机器人一、实验目的 采用功能齐全的“创意之星”机器人套件组建出各式各样的机器人； 熟悉：多自由度机器人的设计过程； 掌握：机器人实体建模与仿真； 编程与控制（基于 AVR 单片机） ；二、实验任务利用 Solidworks 装配机器人，并进行运动仿真； 1利用已给零件及传感器搭建设计机器人； 2运用 UP-Commander 在线调试机器人运动； 3
2、运用 AVR Studio 编程环境编写 C 语言下载至 AVR 单片机中完成指定动作； 4三、实验套件实验套件（创意之星） 机械结构：基本结构件、舵机动力关节、可转向轮子、机械爪等； 控制系统：控制卡、舵机、直流电机、各类传感器、电源等； 控制软件：NorthSTAR 图形化开发环境 四、实验步骤1、确定设计方案根据设计指导书及预想实现的功能进行组内讨论，提出多种设计方案，最终确定了能实现巡视机器人的方案。2、机构设计整个巡视机器人由大致三个模块组成：a.由 8 个舵机组成四足机器人的 4 条腿模块；b.由 2 个舵机组成四足机器人尾部部分；c.由 2 个红外接近传感器和 1 个舵机组成的感
3、应模块。基本功能：a在平地上通过步态设计，可以正常迈步行走。同时头部传感器检测前方障碍物，便于及时调整运行动作，避开障碍物。b当左侧红外线传感器检测到障碍物，右侧红外线传感器检测不到障碍物时，调整机器人运行步态，控制机器人右转，避开障碍物，同时尾巴。右侧发现障碍物后用同样的原理控制机器人左转。c当两侧均检测到障碍物时，调整步态，控制机器人后退。直至检测不到障碍物时，再控制前进。通过 Solidworks 装配零件如下图，并进行运动仿真，曲线见附页3、机构的装配整个四足避障机器人由 1 个控制板，1 个舵机和两个红外接近传感器组成可转动头部，8 个舵机组成主要的 4 条机械腿，由两个舵机构成尾部
4、部分。整个四足机器人共由 11 个舵机、两个红外接近传感器及“创意之星”机器人零部件组成。安装可分为零件的安装，部件的组装以及最后的总装过程。根据预先设计好的机器人结构方案，我们各自组装了四条腿的部件、头部、尾部以及机器人主体部分，最后组装到一块，形成完整的整体结构。4、连接电线由于我们此次使用的是创意之星的标准套件，舵机接线、传感器模拟与数字端口的连接都及其方便简单。5、设置各个舵机的限制参数一方面保护所使用器件的性能，防止过载或错误操作而将其损坏；另一方面也为我们进行各种复杂的调试做良好的准备，能够顺利的完成设计任务。6、微调初始姿态为了更好的进行预期动作，可以将机器人的舵机位置调整合适，
5、由于之前已将舵机调整中位，所以这部调整较为简单，只需旋转舵机的舵盘的位置即可，即当机器人通电后，舵机自动调至中位，此时为机器人的初始姿态,之后的所有调试，都是基于这个初始姿态设计的。7、机器人步态调试我们在 UP-commander 下调试机器人的预期动作，通过调节舵机转角、转速，电机的转速、运动时间来完成预期机器人的动作，包括机器人的直行，转弯后退等动作，过程中应注意 MultiFLEX2-PXA270 控制器的工作模式。在在线调试环境中，完成各个动作的细节数值，包括转角，转速及运动时间等。由于 UP-commander 环境下无法读取 IO 口的数值，所以要完成传感器部分的设计必须在Nor
6、thStar2.2.10.511_Setup 这个程序环境下进行调试。8、绘制程序流程图9 、AVR Studio 的程序书写与调试在该编译环境下，图形化的编程界面极大的方便和提高的了我们编写一系列动作的程序，而且可以更直观的观测到所有输出与输入端口，很好的完成对机器人的控制。下面是图形化的程序语言：10、源程序如下：#include Apps/SystemTask.huint8 SERVO_MAPPING16 = 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16;int main()int i = 0;bool feel = 0;int eye = 0;MFIni
7、t();MFInitServoMapping(&SERVO_MAPPING0,16);MFSetPortDirect(0x00000FFE);MFSetServoMode(1,0);MFSetServoMode(2,0);MFSetServoMode(3,0);MFSetServoMode(4,0);MFSetServoMode(5,0);MFSetServoMode(6,0);MFSetServoMode(7,0);MFSetServoMode(8,0);MFSetServoMode(9,0);MFSetServoMode(10,1);MFSetServoMode(11,0);MFSetSe
8、rvoMode(12,1);MFSetServoMode(13,0);MFSetServoMode(14,1);MFSetServoMode(15,0);MFSetServoMode(16,1);while (1)/初始状态MFSetServoPos(1,924,100);MFSetServoPos(2,61,100);MFSetServoPos(3,737,100);MFSetServoPos(4,441,100);MFSetServoPos(5,962,100);MFSetServoPos(6,901,100);MFSetServoPos(7,507,100);MFSetServoPos(
9、8,774,100);MFSetServoPos(9,286,100);MFSetServoRotaSpd(10,-300);MFSetServoPos(11,713,100);MFSetServoRotaSpd(12,-300);MFSetServoPos(13,291,100);MFSetServoRotaSpd(14,300);MFSetServoPos(15,113,100);MFSetServoRotaSpd(16,300);MFServoAction(); DelayMS(8000);eye = MFGetAD(0);feel = MFGetDigiInput(0);/红外测距是否
10、有感应if (eye50)&(eye165)/停止、闪警示灯MFSetServoPos(1,924,100);MFSetServoPos(2,61,100);MFSetServoPos(3,737,100);MFSetServoPos(4,441,100);MFSetServoPos(5,962,100);MFSetServoPos(6,901,100);MFSetServoPos(7,507,100);MFSetServoPos(8,774,100);MFSetServoPos(9,286,100);MFSetServoRotaSpd(10,0);MFSetServoPos(11,713,1
11、00);MFSetServoRotaSpd(12,0);MFSetServoPos(13,291,100);MFSetServoRotaSpd(14,0);MFSetServoPos(15,113,100);MFSetServoRotaSpd(16,0);MFServoAction();MFDigiOutput(1,0);MFDigiOutput(2,0);DelayMS(1000);MFDigiOutput(1,1);MFDigiOutput(2,1);DelayMS(1000);MFDigiOutput(1,0);MFDigiOutput(2,0);DelayMS(1000);/行进敬礼M
12、FSetServoPos(1,924,100);MFSetServoPos(2,61,100);MFSetServoPos(3,737,100);MFSetServoPos(4,441,100);MFSetServoPos(5,962,100);MFSetServoPos(6,1023,100);MFSetServoPos(7,557,100); MFSetServoPos(8,1023,100);MFSetServoPos(9,286,100);MFSetServoRotaSpd(10,-300);MFSetServoPos(11,713,100);MFSetServoRotaSpd(12,
13、-300);MFSetServoPos(13,291,100);MFSetServoRotaSpd(14,300);MFSetServoPos(15,113,100);MFSetServoRotaSpd(16,300);MFServoAction();DelayMS(3000);/行进敬礼MFSetServoPos(1,924,100);MFSetServoPos(2,61,100);MFSetServoPos(3,737,100);MFSetServoPos(4,441,100);MFSetServoPos(5,962,100);MFSetServoPos(6,1023,100);MFSet
14、ServoPos(7,361,100);MFSetServoPos(8,1023,100);MFSetServoPos(9,286,100);MFSetServoRotaSpd(10,-300);MFSetServoPos(11,713,100);MFSetServoRotaSpd(12,-300);MFSetServoPos(13,291,100);MFSetServoRotaSpd(14,300);MFSetServoPos(15,113,100);MFSetServoRotaSpd(16,300);MFServoAction();DelayMS(5000);/灭灯MFDigiOutput
15、(1,1);/灭灯MFDigiOutput(2,1);else /是否有红外感应if (feel=0) /停止行进MFSetServoPos(1,924,100);MFSetServoPos(2,61,100);MFSetServoPos(3,737,100);MFSetServoPos(4,441,100);MFSetServoPos(5,962,100);MFSetServoPos(6,901,100);MFSetServoPos(7,507,100);MFSetServoPos(8,774,100);MFSetServoPos(9,286,100);MFSetServoRotaSpd(10,0);MFSetServoPos(11,713,100);MFSetServoRotaSpd(12,0);MFSetServoPos(13,291,100);MFSetServoRotaSpd(14,0);MFSetServoPos(15,113,100);MFSetServoRotaSpd(16,0);MFServoAction();DelayMS(5000);/拥抱MFSetServoPos(1,924,100);MFSetServoPos(2,61,100);MF
