基于AVR微控制器的仿生六足機(jī)器人研究.pdf

1、隨著社會的進(jìn)步和科技的發(fā)展，機(jī)器人產(chǎn)品開始進(jìn)入到生產(chǎn)過程和日常生活中，各種類型的機(jī)器人在特定的工作環(huán)境下發(fā)揮著越來越重要的作用。但是目前對于移動式機(jī)器人多采用輪式移動機(jī)構(gòu)，在適應(yīng)復(fù)雜地形時無法滿足路況的要求，由此設(shè)計一種靈活的、行走平穩(wěn)和對路況適應(yīng)性強(qiáng)的機(jī)器人成為解決此類問題的關(guān)鍵。 本文研究的六足仿生機(jī)器人是結(jié)合了仿生學(xué)原理和機(jī)器人技術(shù)而設(shè)計的一種多足微型機(jī)器人。根據(jù)昆蟲運(yùn)動時采用的三角步態(tài)走法設(shè)計了機(jī)器人的腿部五連桿行走機(jī)構(gòu)

2、，并對其進(jìn)行了占空比、穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)彎狀態(tài)等分析。 硬件控制芯片采用Atmel公司生產(chǎn)的AVR系列微控制器ATmega8515L，通過對其端口設(shè)計，配備相應(yīng)的外圍電路，由程序來控制機(jī)器人的動作。本論文設(shè)計的機(jī)器人具有自主行走和避障功能。安裝在機(jī)器人前端的紅外傳感器探測前方的環(huán)境，如果沒有障礙物就直達(dá)目標(biāo)點(diǎn)；如果有障礙物就進(jìn)行避障，通過路徑選擇最終到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，無法避障時執(zhí)行急停命令。紅外傳感器將探測信號傳遞到微控制器芯片中，控制程序確

3、定下一步行動的方向，安裝在機(jī)器人兩側(cè)的直流伺服電機(jī)實(shí)施轉(zhuǎn)彎及急停。兩個直流電機(jī)的啟停或速率改變決定機(jī)器人轉(zhuǎn)動的方向。最后由安裝在直流電機(jī)上的機(jī)器人腿部五連桿機(jī)構(gòu)執(zhí)行轉(zhuǎn)彎行為。 機(jī)器人采用模糊控制和虛擬力場相結(jié)合的控制算法。虛擬力場法將機(jī)器人前方目標(biāo)點(diǎn)和障礙物產(chǎn)生的引力和斥力經(jīng)過計算后，產(chǎn)生的合力方向決定機(jī)器人的行走路徑。在利用人工勢場法獲得障礙物的信息后，機(jī)器人通過對障礙物之間的距離和角度差論域的模糊化確定機(jī)器人控制輸出的模糊規(guī)