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四足机器人实验报告


四足机器人实验报告

--报告人:郑泽丰 施定邦 严肖朋
2014 年 9 月 13 日

目录
一、实验目的 ····················· 1 二、实验设备 ····················· 1 三、实验原理 ····················· 2 四、实验步骤 ···········

·········· 2 五、调试与改进 ···················· 3 六、实验总结 ····················· 3 七、专业规划 ····················· 4 附录 ························· 5

一、实验目的 将所给器材组装成四足机器人,然后对其进行调试(硬件和软件) , 使其能在尽可能短的时间内穿越曲线形赛道,到达终点。

二、实验设备 硬件部分:老师所配的一套器材(一个 AVR 控制主板, 一个下载器, 八个数字舵机,一套 Lego 机器人组件,两个红外电子眼,若干螺丝 螺帽,一把电工钳)

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软件部分:North-star 和用于程序调试

三、实验原理 通过 North-star 对数字舵机进行编程,确定四足机器人各个脚的 初末位置,然后使其循环往复,通过红外的传感功能使得机器人在遇 上障碍物时能调整步伐并拐弯,实现避障功能,最终到达终点,完成 任务。

四、实验步骤 1.将所给 Lego 组件组装成四足机器人,在身体四周对称分布四只机 器脚,在身体前方对称分布两只红外电子眼,组成四足机器人雏形。 之后自由发挥,对不满部分进行拆卸和重新安装。 2.先构想机器人的行进步态,然后上机用 North-star 对四足进行调 试,取得合适的角度和速度,然后下载程序到主板上,拆除导线后接 通电源观察其直行方式,反复试验后,取得较好步态。 3.之后在赛道上借助于红外眼调试拐弯步态, 不断调整电子眼的识别 最大距离,获得理想步态。 4.最后在实验赛道上测试走完全程的时间, 根据机器人表现规范其动 作方式,尽量缩短所用时长,达到最佳状态。

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五、调试与改进 1.由于接线顺序的不规范,导致烧毁一个舵机,损失较大,之后注意 到接线的低级错误,舵机没有被再次烧毁。 2.在设计机器人行进步态时,我们设想的步态与实际步态相差过大。 我们预期想将机器人设计成为螃蟹的行走方式,但是步态难于调节, 加上这样的步态会使电子眼一直对着赛道一侧, 导致机器人经常碰撞 赛道,所以不可取,最后采取两侧脚交替行进方式。实践证明,“没 有实践就没有发言权”。 3.由于我们组的电子眼时好时坏, 所以我们在红外调试上花费了很多 时间。最后,通过适当调整红外电子眼离机器人身体的距离,使得机 器人能够顺利转弯。 4.通过观察机器人行进过程中调整至直线行走所需要的转弯次数, 调 整机器人一次转弯的角度大小。例如,一开始因为转弯角度过大,导 致转弯之后又检测到障碍,转弯次数增多,行进变慢,后来改进转弯 角度,使得平均 2、3 次转弯便能直线行走,大大提高行进速度。 5. 六、实验总结 1.自己动手,认识到现实和理想以及实践和课本的巨大差距,动手能 力很重要。 2.步骤的确定很重要,凡事预则立不预则废,这是亘古不变的道理。

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当然总体框架要先定好,细枝末节可以在过程中很好地解决。 3.软件和硬件的结合很重要,只有这样,才会实现智能化的机器人, 才会实现自动化的功能。所以我们应在以后掌握更多的软件硬件知 识,实现更加复杂的功能和产品。 4.合作的重要性,有想法就要学会用适当的语言表达出来,并试着让 团队接受,然后付诸实践,只有几个人有机的分工合作,才会较快的 取得预想成果。

七、专业规划 郑泽丰:通过这次对机器人的了解和大一对自动化其他实验室的 了解,觉得自己对四轴飞行器和其他机器人都比较有兴趣,另外还有 智能小车以及物联网都比较有兴趣。 希望以后能更多地接触智能机器 人、小车和物联网方面的知识。 施定邦:感觉自己对软件方面和硬件方面都不是那么在意,毕竟以 后工作中都要有所设计,所以还是掌握越多越好,越精越好,实践是 掌握真理的唯一标准,所以无论是什么,是哪个专业方向,我希望尝 试,希望在实验室中提升能力。 严肖朋:经过一个星期接触机器人设计、调试、改进,觉得学习智 科需要很强的动手实践和操作能力, 必须在不断的失败中改进自己的 想法与组件连接。 虽然到目前为止, 自己对以后专业方向还不太明确, 但在慢慢的各种实践中,自己会找到真正所喜爱的目标方向。

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附录 机器人主程序:

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