Arduino开源四足蜘蛛机器人制作教程

视频教程:手把手叫你做四足蜘蛛机器人——1零件介绍_哔哩哔哩_bilibili

一、项目介绍

1.1 项目介绍

Arduino主控,图形化编程,趣味学习

Arduino nano开发板+舵机扩展底板

4.8V可充电电池,支持Arduino C语言编程和米思齐图形化编程

开源代码,注释详细,运动学解算。

1.2 资料介绍

代码仓库资料链接:Baize_Spider12: 一个四足蜘蛛机器人 - Gitee.com

根目录如下图所示,资料里面一共有6个文件夹,还有一个“Baize_spider入门级制作教程.pdf” 的文件,这个pdf文件是整个机器人制作的指导教程。

接着介绍一下这六个文件夹里面存储的文件:

1.3D模型文件——存储的是3D打印的文件,

2.组装调试视频教程——存储的是机器人的组装调试视频教程文件。

3.程序代码文件——存储的是机器人的程序代码。

4.安卓手机遥控APP——存储的是安卓手机遥控APP的安装包。

5.win10驱动程序——存储的是机器人主板的windows驱动驱动工具。

7.图片和视频——存储的是机器人相关图片和视频。

接下来详细介绍各个文件夹内部各个文件的作用。

  1. 3D模型文件

下图为文件夹“1.3D模型文件”里面的部分文件,STL后缀的文件是3D打印图纸,jpg后缀的文件是这个零件的图片,3mf文件是这个零件的stl图纸经过拓竹切片后的文件。

2. 组装调试视频教程

整个组装调试教程如下图所示:

3程序代码文件

程序代码文件目录如下:

主要包括调试及测试程序,主程序和接线图。

测试及调试程序下面有三个程序文件,FaceAngry这个程序可以让显示屏显示愤怒的表情,OledMovingEyes这个程序可以显示一个机器人眼睛左右移动,tiaoshi程序主要用于机器人的关节标定时校准位置。

主程序下面有两个程序,BaizeSpider12-minimal程序是我们的主程序,BaizeSpider12-screen这个程序可以在机器人行走过程中显示表情。

下面是两个主程序的区别,右边这个带表情显示

二、Baize_Spider12机器人组装

2.1 零件准备(零件清单)

全部零件如下图所示:

零件清单

品名

数量

链接

身体上板

1个

身体中板

1个

身体下板

1个

### 使用Python开发蜘蛛机器人的控制算法与代码示例 #### 蜘蛛机器人的基本运动原理 为了使蜘蛛机器人能够执行诸如前进、转弯等动作,每条腿至少需要两个驱动舵机来分别负责抬腿和迈步的动作[^3]。对于更复杂的动作需求,腿部的设计可能增加到三个自由度以更好地模拟自然界的生物行为。 #### 控制算法概述 在设计用于控制蜘蛛机器人的软件时,核心挑战在于如何协调各肢体间的同步性和稳定性。这涉及到路径规划以及姿态调整等多个方面。通过定义一系列关节角度变化序列作为输入给定时间内的目标位置,从而指导电机按照预定模式运作。 #### Python代码实现 下面是一个简单的基于Python的蜘蛛机器人行走周期函数的例子: ```python import time from adafruit_servokit import ServoKit # 假设使用Adafruit PWM伺服驱动器板 def move_leg(kit, leg_id, lift_angle, step_angle): """移动指定编号的腿""" kit.servo[leg_id * 2].angle = lift_angle # 抬起/放下该腿 time.sleep(0.5) kit.servo[(leg_id * 2) + 1].angle = step_angle # 向前/向后摆动该腿 time.sleep(0.5) kit = ServoKit(channels=16) # 初始化PWM控制器对象 while True: for i in range(4): # 循环处理个不同的腿 if i % 2 == 0: move_leg(kit, i, 90, 0) # 左侧两腿向前走一步 else: move_leg(kit, i, 45, 90) # 右侧两腿向后退半步 time.sleep(1) # 让所有腿都完成当前阶段后再继续下一个循环 for i in reversed(range(4)): if i % 2 != 0: move_leg(kit, i, 90, 0) # 右侧两腿向前走一步 else: move_leg(kit, i, 45, 90) # 左侧两腿向后退半步 time.sleep(1) ``` 此段程序展示了基础版交替三脚架步态(Tripod Gait),即每次只有三条腿支撑地面而另外一条进行摆动准备下一步的位置交换过程。这种步行方式常见于昆虫类生物中,并被广泛应用于小型多仿生机械装置上。
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