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想自己搞一个视频网站怎么做,装饰工程投标书,wordpress 页面图片墙,网站怎么管理第二章 四足机器人的实现原理及硬件设计 2.1 四足机器人的相关技术分析 2.1.1需求分析 本设计要求采用ESP8266串口WiFi模块进行指令编译和接收#xff0c;要求通信模块与网络模块连接成功#xff0c;机器人才能接收命令指令#xff0c;经过MCU处理#xff0c;再通过PWM Ser…第二章 四足机器人的实现原理及硬件设计2.1 四足机器人的相关技术分析2.1.1需求分析本设计要求采用ESP8266串口WiFi模块进行指令编译和接收要求通信模块与网络模块连接成功机器人才能接收命令指令经过MCU处理再通过PWM Servo舵机驱动板模块PCA9685来调节舵机转动的角度值从而完成预定或指定的动作比如前进后退左右移动和左右平移等等最后环节再加上一个超声波避障。2.1.2系统实现框架为实现上述功能需求如图2.1所示系统框架图在移动操作端进行指令的输入通过无线局域网WiFi模块的接收经过MCU处理指令信息从而驱动PWMservo的输出来控制各个舵机的转动的幅度值。图2.1系统框架图2.1.3实现原理分析本次设计的四足机器人使用8个舵机每2个舵机组成一个运动的肢足运动的方式是靠舵机接收PWM信号来对相应的肢足进行运动控制而每个肢足它组成的2个舵机PWM信号值进行配合变成相应的运动状态根据要求的运动姿势来发送PWM信号给各个肢足从而实现一个完整的运动控制。四足机器人的前后运动左右运动及左右平移运动会在第五章整体测试与调试中进行详细的解析。2.2 硬件系统概述一个现代制造的机器的运转缺少不了硬件和软件但每一个机器组成成分最多的就是硬件硬件及外辅助支架的组成相当于机器的器官和骨架它可以提供强劲有力、高效稳定的运转条件此次关于四足机器人的设计也是如此。2.3 系统结构设计2.3.1 系统各模块结构概述1结构支架有可选方案如下1.塑料3D打印支架结构。2.椴木支架结构。对比两种支架材料虽然塑料的3D打印支架具有良好的实用性、稳定性和观赏性自己没有相关的3D打印设备而且价格较高。反观普通的椴木板。即使椴木支架易松动损坏但也可以提供短期的稳定效果又考虑到设计成本及现有设备材料以及设计实验的初衷决定用椴木作为结构支架。2MCU控制端模块由于此次四足机器人的设计采用的是ESP8266WiFi模块局域网的无线连接它支持手机、平板、电脑的连接控制在很大方面展示了物联网的控制平台兼容性相比电脑和平板为方便此次设计采用了移动手机作为操作控制端。3电源模块能源是每一个机器运转的前提条件此次设计可用5.0V-12.0V电源作为动力有两种电源方案选择1.锂电池优点质量偏轻自放电率低高储存能量密度。缺点厚度偏厚成本高。2.聚合物锂电池优点容量大质量轻厚度薄价格便宜。缺点极片受潮容易发生气鼓对环境要求高。综上所述及设计目的功能需求在此选择7.4V聚合物锂电池来作为电源。如下图2.2所示图2.2聚合物锂电池第三章 软件设计与实现3.1软件概述上章节介绍了硬件模块的组成硬件之外便是软件的组成部分了又分有系统软件和应用软件等此次是软件设为源代码编程经过开发环境编译处理后形成执行指令源代码部分涉及了javascript的局域网Web网页的应用即控制四足机器人的操作端本次软件设计重点偏向于在辅助应用下进行四足机器人主要的运动控制的源代码修改设计。3.1.1软件开发平台在此ESP8266模块可以支持多种编程模式这显示了它的兼容性和实用方便性以下是对其开发平台的参考及建议1.使用AT指令进行操作这是最常见的方式使用PC端的串口助手配合简单的指令就可以实现也可以配合单片机发送指令使用。2.LUA语言编程这是一种单独ESP8266编程的方式可以不依靠单片机和串口调试软件直接把程序编写到ESP8266内部。3.Arduino开发环境编程这个接触过Arduino的都会比较熟悉。可以直接在Arduino IDE的环境下进行代码烧录使用Arduino的开发方式进行开发其相关资料也比较多。综上所述个人比较推荐Arduino 开发环境编程因为比较容易接受与理解arduino现在已经非常的成熟了是一个非常成熟的解决方案了,相关资料也比较多更适合作为这次设计的软件开发平台。软件开发平台如图3.1、3.2所示图3.1 arduino开发平台图3.2 代码编辑界面3.1.2开发环境的配置在Arduino开发环境中由于设计中用到的是ESP8266开发板模块在原来的开发板管理器是没有的需要自己手动输入搜索添加的操作过程下如图3.3、3.4、3.5所示。1.在编辑界面中点开工具单击开“发板:‘XXX’”展示右边界面双机“开发板管理器”如图3.3开发环境配置示意图所示图3.3 开发环境配置示意图第四章 四足机器人的测试与调试4.1系统功能测试4.1.1检测元器件在进行整体搭建设计之前需要对各个元器件进行质量检测检测环节包括单独检测、部分检测和整体检测同时包含电路接口和连接准确性的排查检测。在这个环节尤为重要它可以为整体的构建提供有效可靠的基础从平时实验可知运用到数量较大的元件时应增加该元件的实际数量由此来解决低概率故障性的发生确保设计如期进行。4.1.2整体运行检测调试按照设计的目的在完成所有硬件和支架检测后进行软件的写入和调试这是设计中最后也是最关键的一部分。保证由单个肢足运动到整体的运动动作的可行性和连贯性从而达到预期的机械运动效果。四足机器人的运动可以比作一个团队合作的成果而一个团队队员的分工合作起着绝对性的作用四足机器人的各个肢足通过有序的PWM信号值调节从而形成四足机器人连贯的运动动作。接下来对对各个运动状态以图画演示和文字描述含部分代码示例详细代码参见附录。1.开机复位及指令复位状态如图4.1所示//开机复位int Servo_Act_0 [ ] PROGMEM { 140, 30, 140, 40, 40, 150, 40, 140, 1000 };//指令复位int Servo_Prg_8_Step 2;int Servo_Prg_8 [][ALLMATRIX] PROGMEM {{ 70, 90, 90, 130, 120, 90, 90, 70, 1000 },{ 140, 30, 140, 40, 40, 150, 40, 140, 1000 },};图4.1 开机复位状态示意图2.站立状态如图4.2所示int Servo_Prg_8_Step 1;int Servo_Prg_8 [][ALLMATRIX] PROGMEM {// 3, 14, 13, 12, 0, 1, 2, 15, ms{ 90, 90, 90, 90, 90, 90, 90, 90, 500 }, //{ 70, 90, 90, 130, 130, 90, 90, 70, 500 }, // 起立};图4.2 站立状态示意图第五章 超声波避障设计及有关故障分析5.1超声波模块避障功能测试在完成上述基本步态的测试后接下来接入超声波模块进行超声波避障测试主要执行代码如下所示case 8: // 超声波避障左转运动do{digitalWrite(trigPin,LOW);delayMicroseconds(2);digitalWrite(trigPin,HIGH);delayMicroseconds(10);digitalWrite(trigPin,LOW);server.handleClient();if(Servo_PROGRAM!8)break;shichang pulseIn(echoPin,HIGH);juli shichang / 58;if(juli 20){digitalWrite(ledPin,HIGH);//如果距离小于20厘米点亮LED灯Servo_PROGRAM_Run(Servo_Prg_6, Servo_Prg_6_Step);//执行左转}else{digitalWrite(ledPin,LOW);//LED灯灭Servo_PROGRAM_Run(Servo_Prg_2, Servo_Prg_2_Step); //前进}Serial.print(juli);//向串口输出检测到的距离测试调试时使用Serial.println(“cm”);}while(1);break;一般情况下我们取声波在空气传播的速度大约为343米/秒转换厘米单位为34,300厘米/秒。作一下单位换算34,300除以1,000,000厘米/微秒。即为0.0343厘米/微秒再换一个角度1/0.0343 厘米/微秒即29.15 微秒/厘米。所以每291.5微秒表示10CM的距离。1厘米就是29.15微秒。从发送到接收到回波声波走过的距离为实际的2倍所以实际距离就是1厘米对应58.3微秒实际上整个测距过程是测的发出声波到收到回波的时间程序里测量时间单位是us换成距离cm要除以58。当四足机器人进入避障模式后进入do-while循环server.handleClient();实时更新检测是否有新指令输入如果有执行if(Servo_PROGRAM!8)break语句否则继续执行循环if(Servo_PROGRAM!8)break;判断进入循环后是否还有其他指令保证其他指令的同一优先级以便跳出超声波自动避障的循环进入下一运动指令。在前进过程中检测到面前存在障碍物时即juli20cm时机器人将停止向前运动进行左转等待新的juli数据值,juli20cm就前进否则继续左转以此保证机器人不会撞到障碍物。在这里还有一种避障转向步骤就是当检测到面前存在障碍物时即juli20cm时先执行后退再左转最后前进。实际测试效果如下图5.1前进状态示意图、5.2检测状态示意图、5.3避障左转状态示意图所示图5.1 前进状态示意图图5.2 检测状态示意图文章底部可以获取博主的联系方式获取源码、查看详细的视频演示或者了解其他版本的信息。所有项目都经过了严格的测试和完善。对于本系统我们提供全方位的支持包括修改时间和标题以及完整的安装、部署、运行和调试服务确保系统能在你的电脑上顺利运行。