俯卧撑机器人实验报告33

1、俯卧撐机器人实验报告实验口期 2012/11/23小组人员：付才、熊征宇、夏吕华俯卧撑机器人总体构思：在对tkstudio程序、cpu以及各零件有一定了解的情况下，经 小组成员讨论初步定为能做俯卧撑的机器人，我们的目标机器人能够站立、跨步、弯腰、最 终能够依靠手臂舵机的配合来实现身体的上下运动,类似于俯卧撑，但由于机器人关节较多, 最终选定采用标准舵机配合两个cpu的形式。实验过程1. 机构的搭建机构的搭建耗费了我们很大一部分时间，首先就是关节部分的联接，最初我们所有 的关节都采用如下方式：但是由于这种方式太不稳定，容易晃动，并且很容易损坏，最终在肘和膝盖采用如下 图的机械臂联接方式，其他仍然

2、采用上述方式。对于四肢的长短也经过多次选择，最初由于选择的支杆a长，造成整个机器 人太高重心不稳，非常容易翻到。后来改用更短的支杆，重新调整重心。再在足部 加装5x7的平板，进一步稳定重心。身体采用了 7x11的孔平板卩4个角用于固定标 准舵机。我们一共采用了8个标准舵机，腿的膝盖以及骯关节各一个，手的肘以及肩 膀各一个。由于每个cpu的舵机接口只有6个，我们不得不釆用两块cpu,分别控 制手和脚，即每块cpu控制4个舵机。外加6个传感器，分别实现、左脚先迈、右脚先迈、右脚起身、左脚起身、一、机器人实验硬件和软件认识1硬件机构(1) cpu12 5 3489 1011输入端口 a,输入端口 b

3、,输入端口 c,输入端口 d, 连接传感器 连接传感器 连接传感器 连接传感器红外接收端口，连接红外接收头通道选择键，对应手柄的通道选择键，分为abc三个通道程序写保护口，1为正常工作状态，当按钮拨向0n时才可以进行程序下载8程序下载端口，连接下载线9舵机端口6,连接舵机，从左起竖排4针接口为一组，共分为6组。(注意：具 体连接方式在操作说明屮会用图示详细说明，在没有看过操作说明z前请不要连 接电机)10输出端口78,连接led、语音模块等执行部件，从左起竖排4针接口为一 组，共分为2组。（注意：具体连接方式在操作说明中会用图示详细说明，在没有看 过操作说明之前请不要连接led以及语音模块）1

4、1电源端口，接入电池或适配器连接12复位键，对单片机进行重启，会清除单片机内所有未保存的动作13电源开关14电源指示灯，当开关打开后，指示灯长亮并且呈红色（2）舵机分为标進舵机和圆周舵机两种速度扭力转动角度额定电压额定电 流周期sec/60 度kg cmvams0.162.4正负90度6.00. 9202、软件坏境（1）编程语言在本实验屮，所用到的主要语言是基于c语言的简易程序代码，而且很多程序的基本代 码及说明，在程序说明中都有解释。（2）程序烧录包括设置usb下载线、连接arm主控板、烧写程序，该过程中不仅要注意端口是否正 确，还要在烧录之前把以前的程序复位删除掉。二、整体思路及制作过程经

5、过一次课的学习和动手练习，我们组对整套机构和tkstudio编程方法有了初步的认 识，第二次课我们就开始构思做一个创新的、有意思的机器人，于是，制作一个俯卧撑机器 人的想法渐渐在我们组三人的讨论中诞生。初步设想俯卧撐机器人能够实现站立、跨步、弯腰撑地、做俯卧撐、述原起立等一系列 复杂的俯卧撑基本动作。同时，为了增加动作的趣味性，使机器人更加智能化，我们使用传 感器实现操作者对机器人动作的操控，在传感器接收操作者的不同命令后机器人将做出相应 的不同动作，比如在做俯卧撑的准备动作时是先迈左腿还是先迈右腿，返冋起立的时候是利 用左腿还是右腿站起。经过对机器人动作的分析，考虑到具体实验中cpu舵机插口

6、的数量限制，我们设想了 两种动作实现方案，经过讨论，选取了动力更大、实现起来更简单的方案。此方案中我们使 用八个标准舵机和两块cpu作为主要部件，在两只手臂上搭载四个标准舵机用一块cpu单 独控制，在两腿上同样搭载四个标准舵机并用另一块cpu单独控制。制作此机器人的一个难点在于同时使用两块cpu方面，为了让两块单独的cpu协同工 作，我们采用了利用传感器在两块cpu之间搭一个z后我们为了使机器人在动作实现过程小能流畅、稳定、到位、不干涉，我们在搭建机 器人骨架的过程中不断尝试不同部件，添加套筒或垫片，最终搭好了我们第一个三、动作分解为了确定俯卧撑机器人机械部件的挑选使用，我们在图纸上对动作进行

7、分析。首先把机 器人的动作分段，确定机器人要实现全部的动作所要经历的七个中间姿态：初始立正姿态、 张腿姿态、弯腰姿态、两腿并立下压姿态、俯卧撑准备姿态、俯卧撑下压姿态、返回起立姿 态（把返回起立的经历的所有姿态统称返回起立姿态），并根据这七个中间姿态把一个完整 的俯卧撐动作划分成张腿动作、弯腰动作、抬腿回腿动作、俯卧撐准备动作、俯卧撐动作、 返回起立动作六个分动作，每一个动作都包括手臂和腿部的运动。实现这些动作，设定八个动作关节分别在1、七个中间姿态（1）初始立正姿态。这个姿态是所有动作的开始，机器人双腿靠拢、躯干挺直、双 手下垂自然站立，此姿态下要求机器人能够站稳并能稳定地开始下一步动作。（2）张腿姿态。这个姿态是模仿人在做俯卧撐时的迈腿动作，机器人的一条腿跨出（此处假设是右腿），两腿（3）弯腰姿态。（4）两腿并立下压姿态。（5）俯卧撑准备姿态。（6）俯卧撐下压姿态。（7）返回起立姿态。2、六个分动作（1）张腿动作。（2）弯腰动作。（3）抬腿回腿动作。（4）俯卧撐准备动作。（5）俯卧撑动作。（6）返回起立动作。四、机械部分在确定机器人的各个动作，以及各个关键姿态对机器人结构的要求z后，我们根据这些 开始搭建整个机器人。1、机械部件的选用及调试2、机械部分的组装我们采用如右顺序