智能驱动器爬行机器人

杨思想，徐 瑶

（安徽三联学院，安徽 合肥 230000）

所谓仿生就是类似于自然界的生物一样，在大自然中适应各种复杂的环境。性能各方面要好，续航能力要强，抗干扰能力强，并有一定的自我恢复和保护功能，因此文章将讨论如何制作一个用机械在轮式机器人的机器人添加足式，使其灵活应对不同的地理环境可以变换不同的运动方式，这样就可以保持自身的稳态性能和速度指标。动力方式也具有节能环保的优点，主驱动力是动力电池，在电池提供动力的前提下，将在运动时产生的动力摩擦转换成电能，从而生成其机械动能。

1 爬行机器人的步态规划

爬行机器人在运动过程中，关节的相互配合和有序并快速的行走是很重要的，在这个配合的过程中可以把它简化的分成两个运动状态即：支持状态和转移状态。当停下来时要能支撑的住自己的身体重量，当不静止的时候又能通过重心的转移来快速行走，这两种运动方式才能有序的进行下去，每走一步都不会踩空，而使也下一步做好充分的准备，配合的越好，达到的效果就越好，精度就越高。

2 爬行机器人的系统组成

本项目研究的智能驱动器爬行机器人要想达到真正的智能，就需要强大的系统之间默契的配合，系统模块越多功能就越多，整个系统主要包含：动力电池、各类传感器检测、信号处理模块、伺服电机驱动、速度检测模块、舵机控制模块、参数调试模块、充电对接模块等。该设备的软件设计包括初始化和主程序。控制策略主要是对设备循迹检查，对设备位置的矫正使用算法控制设备运动的方向和前进的速度，以及检测设备电量是否充足，已达成智能驱动目的。在足轮运动方式的切换上，重点把握其稳定性和步态规划，实现其在不同的地理环境下，完成速度的良好控制和自身的运动稳态。项目主要包括设计与制作设备，并解决相关关键技术，包括硬件设计、机械校调、电源设计。

3 爬行机器人的的安装与调试

（1）首先应该把机器人的框架搭建起来，外形确定好，四个舵机四条腿安装在一个平面，每个腿都有一定的自由度，让其能支撑并走动起来，这样躯体就算搭建完成了。

（2）既然是仿生就肯定要有头部和尾部，头部安装两点红外传感器，就相当于两只眼睛， 这样机器人就有了方向，最起码知道自己在什么位置，可以适当的调整自己的步态，这样机器人就有了方向，知道往哪里走。

（3）头部安装好之后机器人只会直走，因此，需要给机器人安装一个颈部，让它可以有一定的旋转，左右旋转寻找目标，因为外来的信号都是来自不同的方向，所以两只眼睛要有一定的夹角，通过感受信号的强弱大致知道是在左边还是右边，可以更准更快地找到目标。

（4）最后把所有的模块，软件硬件搭建起来就可以调试了，通过调试结果可以看出基本上能完成目标的方向和平稳的步态规划，整个系统实现了爬行的可行性，也能适应不同的自然环境，最终达到了预期的目标。

4 结语

为期一年的大创项目终于结项了，在这一年的时间里把课余时间收集起来干了一件正事 ，感谢老师的细心帮助和同学们的精诚合作，学到了课堂上学不到的东西，真正地把理论用于实践。而且老师对学生特别负责任，每次遇到问题有问必答，遇到问题时同学们也都废寝忘食的解决问题，而不是逃避，都尽力做到完美。在这次项目中深深体会到知识的重要性和合作的重要性。

［1］刘迪.足底按摩机器人机构设计与分析［D］.沈阳：东北大学，2011.

［2］苏青.多机器人路径规划与协同避碰研究［D］.南京：南京邮电大学，2014.

［3］杨柳.未知环境下的多机器人协调合作的研究［D］.北京：华北电力大学，2009.

［4］鲍敦桥.仿真类人机器人设计及高层决策方法的研究［D］.合肥：合肥工业大学，2009.