制作一个小型双节履带底盘【内附资料下载链接】

1.运动功能说明

 双节履带车可以通过两个驱动轮的差速运动来实现前进、后退、原地转向、大半径转向等基本行驶功能，并可通过舵机关节模块进行小臂的抬起和落下。通过底盘运动与小臂运行的结合，实现上台阶、通过坑洼地面等功能。

底盘前进与后退 

底盘原地转向

底盘大半径转向

小臂运行

利用小臂抬起和放下，可以攀爬障碍和楼梯

2.结构说明

该样机由两组共源驱动的小型带传动模组和1个舵机关节模组构成。履带模组呈轴对称分布在车架上。舵机关节模块安装在小车车头方向的两个履带模块中间，驱动小臂抬起。

 

3.运动功能实现

3.1 电子硬件

本实验中采用如下硬件：

Basra主控板（基于Arduino开源方案设计的一款开发板）、Bigfish扩展板、7.4V锂电池

【Basra主控板的相关介绍可点击查看https://www.robotway.com/h-col-135.html；Bigfish扩展板的相关介绍可点击查看https://www.robotway.com/h-col-136.html】

将2个圆周舵机分别装在Bigfish扩展板的舵机引脚上，左侧圆周舵机接D3号引脚，右侧圆周舵机接D4号引脚。将关节模块的舵机接在D7号引脚。并将主控板和电池在车身固定好。

样机各个电机	扩展板接口
左履带模块电机	D3
右履带模块电机	D4
关节模块电机	D7

 3.2 编写程序

编程环境：Arduino 1.8.19

前摆臂运动的代码（点击查看：ArmState.ino）

/*------------------------------------------------------------------------------------ 版权说明：Copyright 2022 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved. Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at https://opensource.org/licenses/MIT by 机器谱 2022-5-26 https://www.robotway.com/ ------------------------------------------ 实验功能： 实现双节履带小车前摆臂下、上、正常运动。 ------------------------------------------ 实验接线： .----------------------. | | | |-------------- | | 车头舵机接D7 | |-------------- | | *----------------------* ------------------------------------------------------------------------------------*/ #include <Servo.h> //调用舵机库 #define Servo_Pin 7 //定义舵机引脚号 #define Servo_Up 180 //定义前摆臂向上时角度值 #define Servo_Down 90 //定义前摆臂向下时角度值 #define Servo_Level 135 //定义前摆臂保持水平时角度值 Servo ServoArm; //声明舵机对象 void down(); //前摆臂向下 void up(); //前摆臂向上 void normal(); //前摆臂与地面保持平行 //程序初始化部分:使能舵机对象 void setup() { ServoArm.attach(Servo_Pin); } //主程序部分：前摆臂循环执行【向上1.5秒、水平1秒、向下1.5秒、水平1秒】动作组 void loop() { arm_up(); //前摆臂向上 delay(1500); arm_level(); //前摆臂水平 delay(1000); arm_down(); //前摆臂向下 delay(1500); arm_level(); //前摆臂水平 delay(1000); } //前摆臂与地面保持平行 void arm_level(){ ServoArm.write( Servo_Level ); } //前摆臂向上 void arm_up(){ ServoArm.write( Servo_Up ); } //前摆臂向下 void arm_down(){ ServoArm.write( Servo_Down ); }

履带底盘前进功能的代码（点击查看： Forward.ino）

/*------------------------------------------------------------------------------------ 版权说明：Copyright 2022 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved. Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at https://opensource.org/licenses/MIT by 机器谱 2022-5-27 https://www.robotway.com/ ----------------------------------- 实验功能： 实现双节履带小车前进. 注意事项：圆周舵机90度表示停止. --------------------------------------------------- 实验接线： 左轮圆周舵机：D3 | | .----------------------. | | | |---------------- | | 车头 | |---------------- | | *----------------------* | | 右轮圆周舵机：D4 ------------------------------------------------------------------------------------*/ #include <Servo.h> //调用舵机库函数 #define Servo_Num 2 //定义舵机数量2 #define Left_Servo_Forward 91 //定义前进时小车左轮速度 #define Right_Servo_Forward 89 //定义前进时小车右轮速度 Servo Car_Servo[Servo_Num]; //声明舵机对象,表示声明了2个舵机对象 void Forward(); //前进 const int servo_pin[Servo_Num] = { 3, 4 };//定义舵机引脚号. const int angle_init[Servo_Num] = { 90, 90 };//定义舵机初始化角度 //程序初始化部分:分别使能舵机对象，并设置各个舵机初始角度 void setup() { for( int i=0;i<Servo_Num;i++ ){ Car_Servo[i].attach( servo_pin[i] ); //使能舵机对象 Car_Servo[i].write( angle_init[i] ); //设置舵机初始角度 }//即设定履带小车初始为停止状态 } //主程序部分：双节履带车前进 void loop() { Forward(); } //前进子程序 void Forward() { Car_Servo[0].write( Left_Servo_Forward ); Car_Servo[1].write( Right_Servo_Forward ); }

履带底盘后退功能的代码（点击查看：Backward.ino）

/*------------------------------------------------------------------------------------ 版权说明：Copyright 2022 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved. Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at https://opensource.org/licenses/MIT by 机器谱 2022-5-26 https://www.robotway.com/ -------------------------------------------------- 实验功能： 实现双节履带小车后退. 注意事项：圆周舵机90度表示停止. -------------------------------------------------- 实验接线： 左轮圆周舵机：D3 | | .----------------------. | | | |------------ | | 车头 | |------------ | | *----------------------* | | 右轮圆周舵机：D4 ------------------------------------------------------------------------------------*/ #include <Servo.h> //调用舵机库函数 #define Servo_Num 2 //定义舵机数量2 #define Left_Servo_Backward 89 //定义后退时小车左轮速度 #define Right_Servo_Backward 91 //定义后退时小车右轮速度 Servo Car_Servo[Servo_Num]; //声明舵机对象,表示声明了2个舵机对象 void Forward(); //前进 const int servo_pin[Servo_Num] = { 3, 4 };//定义舵机引脚号. const int angle_init[Servo_Num] = { 90, 90 };//定义舵机初始化角度 //程序初始化部分:分别使能舵机对象，并设置各个舵机初始角度 void setup() { for( int i=0;i<Servo_Num;i++ ){ Car_Servo[i].attach( servo_pin[i] ); //使能舵机对象 Car_Servo[i].write( angle_init[i] ); //设置舵机初始角度 }//即设定履带小车初始为停止状态 } //主程序部分：双节履带车后退 void loop() { Backward(); } //后退子程序 void Backward() { Car_Servo[0].write( Left_Servo_Backward ); Car_Servo[1].write( Right_Servo_Backward ); }

履带底盘原地转向功能的代码（点击查看：TurnInPlace.ino）

/*------------------------------------------------------------------------------------ 版权说明：Copyright 2022 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved. Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at https://opensource.org/licenses/MIT by 机器谱 2022-5-27 https://www.robotway.com/ ----------------------------------------------------------- 实验功能： 实现双节履带小车加速前进、加速后退、停止、加速自转、 加速大半径转向、前摆臂向上抬起、前摆臂水平、前摆臂向下. 【注意】：当我们给定圆周舵机一个速度时，例如50，如果我们 不给该圆周舵机停止（即90），那么该舵机会以50的速度一直转动 ----------------------------------------------------------- 实验接线： 左轮圆周舵机：D3 | | .----------------------. | | | |---------------- | | 车头舵机接：D7 | |---------------- | | *----------------------* | | 右轮圆周舵机：D4 ------------------------------------------------------------------------------------*/ #include <Servo.h> //调用舵机库函数 #define Servo_Num 3 //定义舵机数量 Servo Car_Servo[Servo_Num]; //声明舵机对象,表示声明了3个舵机对象 const int servo_pin[Servo_Num] = { 3, 4, 7 };//定义舵机引脚号. const int angle_init[Servo_Num] = { 90, 90, 135 };//定义舵机初始化角度 /*枚举类型.当第一个参数为1时，后面的每一个参数一次增1【如：Backward=2,ArmDown=8】 Forward(前进)、Backward(后退）、TurnInPlace(原地旋转)、BigTurn(大转向)、 Stop(小车停止)、ArmLevel(前摆臂水平)、ArmUp(前摆臂向上)、ArmDown(前摆臂向下)*/ enum{Forward=1,Backward,TurnInPlace,BigTurn,Stop,ArmLevel,ArmUp,ArmDown}; //程序初始化部分:分别使能舵机对象，并设置各个舵机初始角度 void setup() { for( int i=0;i<Servo_Num;i++ ){ Car_Servo[i].attach( servo_pin[i] ); //使能舵机对象 Car_Servo[i].write( angle_init[i] ); //设置舵机初始角度 }//即设定履带小车初始为停止状态 } //主程序部分：执行小车各个状态 void loop() { Car_State( ArmUp, 1000 ); //小车前摆臂向上抬起,等待1秒 Car_State( Forward, 2000 ); //小车前进,等待2秒 Car_State( Stop, 2000 ); //小车停止,并等待2秒 Car_State( ArmLevel, 1000 ); //小车前摆臂水平 Car_State( ArmDown, 1000 ); //小车前摆臂向下 Car_State( Backward, 2000 ); //小车后退,等待2秒 Car_State( ArmUp, 1000 ); //前摆臂向上【注意这里没写Stop, // 故此时的小车会一直以程序前一行的后退状态继续后退】 Car_State( Forward, 5000 ); //以此类推 Car_State( Backward, 5000 ); Car_State( TurnInPlace, 5000 ); Car_State( BigTurn, 5000 ); } /*-------------------------------------------------------------- 该函数封装了小车各个状态. 参数car_state表示小车执行状态. 参数time_delay表示程序等待时间 程序使用示例： Car_State( Forward, 1000 );表示小车执行前进动作，等待1000毫秒 Car_State( ArmUp, 1500 );表示小车执行前摆臂向上动作，等待1500毫秒 */ void Car_State( int car_state, unsigned long time_delay ) { switch( car_state ) { case ArmLevel: Car_Servo[2].write( 135 ); delay( time_delay); break; case ArmUp: Car_Servo[2].write( 180 ); delay( time_delay); break; case ArmDown: Car_Servo[2].write( 90 ); delay( time_delay); break; case BigTurn: Car_Servo[0].write( 10 ); Car_Servo[1].write( 110 ); delay( time_delay); break; case Backward: Car_Servo[0].write( 170 ); Car_Servo[1].write( 10 ); delay( time_delay); break; case Stop: Car_Servo[0].write( 90 ); Car_Servo[1].write( 90 ); delay( time_delay); break; case Forward: Car_Servo[0].write( 10 ); Car_Servo[1].write( 170 ); delay( time_delay); break; case TurnInPlace: Car_Servo[0].write( 10 ); Car_Servo[1].write( 10 ); delay( time_delay); break; default: break; //否则, 程序跳出该循环. } }

履带底盘大半径转向功能的代码（点击查看：BigTurn.ino）

/*------------------------------------------------------------------------------------ 版权说明：Copyright 2022 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved. Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at https://opensource.org/licenses/MIT by 机器谱 2022-5-26 https://www.robotway.com/ ----------------------------------- 实验功能： 实现双节履带小车大半径转向 注意事项：圆周舵机90度表示停止. -------------------------------------------------------- 实验接线： 左轮圆周舵机：D3 | | .----------------------. | | | |--------------- | | 车头 | |--------------- | | *----------------------* | | 右轮圆周舵机：D4 ------------------------------------------------------------------------------------*/ #include <Servo.h> //调用舵机库函数 #define Servo_Num 2 //定义舵机数量2 #define Left_Servo_Turnright 91 //定义大半径转向时小车左轮速度 #define Right_Servo_Turnright 101 //定义大半径转向时小车右轮速度 Servo Car_Servo[Servo_Num]; //声明舵机对象,表示声明了2个舵机对象 void Forward(); //前进 const int servo_pin[Servo_Num] = { 3, 4 };//定义舵机引脚号. const int angle_init[Servo_Num] = { 90, 90 };//定义舵机初始化角度 //程序初始化部分:分别使能舵机对象，并设置各个舵机初始角度 void setup() { for( int i=0;i<Servo_Num;i++ ){ Car_Servo[i].attach( servo_pin[i] ); //使能舵机对象 Car_Servo[i].write( angle_init[i] ); //设置舵机初始角度 }//即设定履带小车初始为停止状态 } //主程序部分：双节履带车大半径转向（类似于走弧线效果） void loop() { Big_Turn(); } //大半径转向子程序 void Big_Turn() { Car_Servo[0].write( Left_Servo_Turnright ); Car_Servo[1].write( Right_Servo_Turnright ); }

履带底盘结合摆臂运行的代码（点击查看：OverallTest.ino）

/*------------------------------------------------------------------------------------ 版权说明：Copyright 2022 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved. Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at https://opensource.org/licenses/MIT by 机器谱 2022-5-27 https://www.robotway.com/ ----------------------------------------------------------- 实验功能： 实现双节履带小车加速前进、加速后退、停止、加速自转、 加速大半径转向、前摆臂向上抬起、前摆臂水平、前摆臂向下. 【注意】：当我们给定圆周舵机一个速度时，例如50，如果我们 不给该圆周舵机停止（即90），那么该舵机会以50的速度一直转动 ----------------------------------------------------------- 实验接线： 左轮圆周舵机：D3 | | .----------------------. | | | |---------------- | | 车头舵机接：D7 | |---------------- | | *----------------------* | | 右轮圆周舵机：D4 ------------------------------------------------------------------------------------*/ #include <Servo.h> //调用舵机库函数 #define Servo_Num 3 //定义舵机数量 Servo Car_Servo[Servo_Num]; //声明舵机对象,表示声明了3个舵机对象 const int servo_pin[Servo_Num] = { 3, 4, 7 };//定义舵机引脚号. const int angle_init[Servo_Num] = { 90, 90, 135 };//定义舵机初始化角度 /*枚举类型.当第一个参数为1时，后面的每一个参数一次增1【如：Backward=2,ArmDown=8】 Forward(前进)、Backward(后退）、TurnInPlace(原地旋转)、BigTurn(大转向)、 Stop(小车停止)、ArmLevel(前摆臂水平)、ArmUp(前摆臂向上)、ArmDown(前摆臂向下)*/ enum{Forward=1,Backward,TurnInPlace,BigTurn,Stop,ArmLevel,ArmUp,ArmDown}; //程序初始化部分:分别使能舵机对象，并设置各个舵机初始角度 void setup() { for( int i=0;i<Servo_Num;i++ ){ Car_Servo[i].attach( servo_pin[i] ); //使能舵机对象 Car_Servo[i].write( angle_init[i] ); //设置舵机初始角度 }//即设定履带小车初始为停止状态 } //主程序部分：执行小车各个状态 void loop() { Car_State( ArmUp, 1000 ); //小车前摆臂向上抬起,等待1秒 Car_State( Forward, 2000 ); //小车前进,等待2秒 Car_State( Stop, 2000 ); //小车停止,并等待2秒 Car_State( ArmLevel, 1000 ); //小车前摆臂水平 Car_State( ArmDown, 1000 ); //小车前摆臂向下 Car_State( Backward, 2000 ); //小车后退,等待2秒 Car_State( ArmUp, 1000 ); //前摆臂向上【注意这里没写Stop, // 故此时的小车会一直以程序前一行的后退状态继续后退】 Car_State( Forward, 5000 ); //以此类推 Car_State( Backward, 5000 ); Car_State( TurnInPlace, 5000 ); Car_State( BigTurn, 5000 ); } /*-------------------------------------------------------------- 该函数封装了小车各个状态. 参数car_state表示小车执行状态. 参数time_delay表示程序等待时间 程序使用示例： Car_State( Forward, 1000 );表示小车执行前进动作，等待1000毫秒 Car_State( ArmUp, 1500 );表示小车执行前摆臂向上动作，等待1500毫秒 */ void Car_State( int car_state, unsigned long time_delay ) { switch( car_state ) { case ArmLevel: Car_Servo[2].write( 135 ); delay( time_delay); break; case ArmUp: Car_Servo[2].write( 180 ); delay( time_delay); break; case ArmDown: Car_Servo[2].write( 90 ); delay( time_delay); break; case BigTurn: Car_Servo[0].write( 10 ); Car_Servo[1].write( 110 ); delay( time_delay); break; case Backward: Car_Servo[0].write( 170 ); Car_Servo[1].write( 10 ); delay( time_delay); break; case Stop: Car_Servo[0].write( 90 ); Car_Servo[1].write( 90 ); delay( time_delay); break; case Forward: Car_Servo[0].write( 10 ); Car_Servo[1].write( 170 ); delay( time_delay); break; case TurnInPlace: Car_Servo[0].write( 10 ); Car_Servo[1].write( 10 ); delay( time_delay); break; default: break; //否则, 程序跳出该循环. } }

4.扩展样机

本样机可以根据实际需要改变履带的长度，也可以改变传动方式，比如下图所示扩展样机，在前臂上使用了连杆组传动方案，样机体积也更小。

5.资料下载 

资料内容	样机3D文件、例程源代码
下载链接	https://www.robotway.com/h-col-118.html