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智能設備

如何用樹莓派做款“六足行走機器人”

字號+作者: 來源: 2017-08-03 09:23 我要評論() 收藏成功收藏本文

目前用樹莓派做的飛行器、機器人不少,但是EDN小編還是第一次看到六足行走機器人的DIY。本文就分享一款在DIYhacking上由Roland Pelayo做的一個“六足行...

目前用樹莓派做的飛行器、機器人不少,但是EDN小編還是第一次看到六足行走機器人的DIY。本文就分享一款在DIYhacking上由Roland Pelayo做的一個“六足行走機器人”。這個Raspberry Pi動力機器人能自主運行,自動避障,且也能實現手動模式由智能手機控制。 來具體看下過程。

樹莓派只有信用卡大小,但視頻、音頻等功能通通皆有,因此自問世以來,受到了眾多計算機發燒友和創客的追捧。

目前用樹莓派做的飛行器、機器人不少,但是EDN小編還是第一次看到六足行走機器人的DIY。

本文就分享一款在DIYhacking上由Roland Pelayo做的一個“六足行走機器人”。

這個Raspberry Pi動力機器人能自主運行,自動避障,且也能實現手動模式由智能手機控制。

來具體看下過程。

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“六足行走”Hexapod Walker概念

這個六足行走者(Hexapod Walker)將遵循大多數動物和昆蟲使用的三腳架步態。

三腳架步態如下圖所示:

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*圖片由NC州立大學提供 *

在六足行走者中有很多方法來使用這種步態。

平衡了價格和性能后,我選擇構建一個三伺服電機版本。然后我添加了另一臺伺服電機,用于安裝機器人的“眼睛”。

機器人將有三個運動:前進,后退,右轉,左轉。

任何運動都會涉及機器人向右或向左傾斜,然后移動由傾斜抬起的腿部。

以下是運動的圖表(腿上的灰色意味著機器人的重量在該腿上)。

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右轉運動基本和左轉運動相反。

為了使三伺服電動機設計成為可能,在第三伺服電機傾斜步行者的同時,前后相應的后腿需要互連。

這種六足步行者可以在兩種模式下操作:

在第一種模式(自主)中,步行者可以自由漫游。如果它檢測到障礙物,它將向后退兩步,然后向右轉。

第二種模式將允許用戶使用連接到與機器人相同網絡的任何智能電話來控制六足步行者的移動。

根據我的設計要求,我需要一個控制器,能夠做到

1)可以同時控制四個伺服器

2)從障礙物檢測傳感器讀取輸入

3)連接到一個網絡進行無線控制。

創建Arduino 六足步行者是誘人的也更容易,但要增加的無線連接成本,所以我決定用樹莓派。

這是我設計的框架:

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所需材料

在決定要使用的控制器之后,需要選擇其余的組件。

他們來了:

? 3 x Tower Pro SG-5010伺服電機(用于腿部和傾斜)

? 1 x Tower Pro SG-90微型伺服電機(頭部)

? 1 x Raspberry Pi 2 (帶USB WiFi加密狗 )或Raspberry Pi 3

? HC-SR04超聲波傳感器 - 這是障礙物檢測傳感器。

? 9“x 3”壓克力板

? 1/2“x 1/8”鋁棒

? 螺絲和螺母

? 電池。伺服應該有和樹莓派有不同的電源,我的樹莓派用了個小充電寶。

架構搭起來

這是一個可用于構建步行者身體的示例布局。我用亞克力板作為我的平臺。腿的細節如下。

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1.搭建腿

這是一個腿的布局。我使用了1/2″ x 1/8 ″的鋁條。

腿應該足夠堅硬,以支撐六足步行者的重量。請不要塑料!

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這是傾斜的腿:

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2.安裝樹莓派和頭

我在亞克力板上打了孔,然后用螺絲和螺母連接樹莓派。

頭部由超聲波傳感器和連接到電路板的微型伺服電機組成。我用熱膠將微型伺服與傳感器連接起來:

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看下腿部運動細節:

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走線連接

以下是我連接組件的方式:

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因為樹莓派的GPIO不能接受大于3.3V的電壓,所以需要為樹莓派的回波連接添加一個分壓器。

我還添加了一個帶有公頭和母頭的電路板,使接線更清潔。

這是全組合六足步行者:

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更多的軟件和代碼,可以參考原文diyhacking

Via 電子技術設計

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