智能驅動器爬行機器人

楊思想，徐 瑤

（安徽三聯學院，安徽 合肥 230000）

所謂仿生就是類似于自然界的生物一樣，在大自然中適應各種復雜的環境。性能各方面要好，續航能力要強，抗干擾能力強，并有一定的自我恢復和保護功能，因此文章將討論如何制作一個用機械在輪式機器人的機器人添加足式，使其靈活應對不同的地理環境可以變換不同的運動方式，這樣就可以保持自身的穩態性能和速度指標。動力方式也具有節能環保的優點，主驅動力是動力電池，在電池提供動力的前提下，將在運動時產生的動力摩擦轉換成電能，從而生成其機械動能。

1 爬行機器人的步態規劃

爬行機器人在運動過程中，關節的相互配合和有序并快速的行走是很重要的，在這個配合的過程中可以把它簡化的分成兩個運動狀態即：支持狀態和轉移狀態。當停下來時要能支撐的住自己的身體重量，當不靜止的時候又能通過重心的轉移來快速行走，這兩種運動方式才能有序的進行下去，每走一步都不會踩空，而使也下一步做好充分的準備，配合的越好，達到的效果就越好，精度就越高。

2 爬行機器人的系統組成

本項目研究的智能驅動器爬行機器人要想達到真正的智能，就需要強大的系統之間默契的配合，系統模塊越多功能就越多，整個系統主要包含：動力電池、各類傳感器檢測、信號處理模塊、伺服電機驅動、速度檢測模塊、舵機控制模塊、參數調試模塊、充電對接模塊等。該設備的軟件設計包括初始化和主程序。控制策略主要是對設備循跡檢查，對設備位置的矯正使用算法控制設備運動的方向和前進的速度，以及檢測設備電量是否充足，已達成智能驅動目的。在足輪運動方式的切換上，重點把握其穩定性和步態規劃，實現其在不同的地理環境下，完成速度的良好控制和自身的運動穩態。項目主要包括設計與制作設備，并解決相關關鍵技術，包括硬件設計、機械校調、電源設計。

3 爬行機器人的的安裝與調試

（1）首先應該把機器人的框架搭建起來，外形確定好，四個舵機四條腿安裝在一個平面，每個腿都有一定的自由度，讓其能支撐并走動起來，這樣軀體就算搭建完成了。

（2）既然是仿生就肯定要有頭部和尾部，頭部安裝兩點紅外傳感器，就相當于兩只眼睛， 這樣機器人就有了方向，最起碼知道自己在什么位置，可以適當的調整自己的步態，這樣機器人就有了方向，知道往哪里走。

（3）頭部安裝好之后機器人只會直走，因此，需要給機器人安裝一個頸部，讓它可以有一定的旋轉，左右旋轉尋找目標，因為外來的信號都是來自不同的方向，所以兩只眼睛要有一定的夾角，通過感受信號的強弱大致知道是在左邊還是右邊，可以更準更快地找到目標。

（4）最后把所有的模塊，軟件硬件搭建起來就可以調試了，通過調試結果可以看出基本上能完成目標的方向和平穩的步態規劃，整個系統實現了爬行的可行性，也能適應不同的自然環境，最終達到了預期的目標。

4 結語

為期一年的大創項目終于結項了，在這一年的時間里把課余時間收集起來干了一件正事 ，感謝老師的細心幫助和同學們的精誠合作，學到了課堂上學不到的東西，真正地把理論用于實踐。而且老師對學生特別負責任，每次遇到問題有問必答，遇到問題時同學們也都廢寢忘食的解決問題，而不是逃避，都盡力做到完美。在這次項目中深深體會到知識的重要性和合作的重要性。

［1］劉迪.足底按摩機器人機構設計與分析［D］.沈陽：東北大學，2011.

［2］蘇青.多機器人路徑規劃與協同避碰研究［D］.南京：南京郵電大學，2014.

［3］楊柳.未知環境下的多機器人協調合作的研究［D］.北京：華北電力大學，2009.

［4］鮑敦橋.仿真類人機器人設計及高層決策方法的研究［D］.合肥：合肥工業大學，2009.