用模块化机器人搭建的仿人机器人,由两个部分组成,仿人躯体部分和运动底盘部分。仿人躯体部分由头部、身体、手臂、腿部组成,每个手臂由3个CDS5516舵机组装而成。运动底盘主要由两部分组成:用于驱动的轮子和驱动器、用于探测的传感器。
毛笔绘画机器人控制程序方法绘画机器人右臂有三个自由度,机械手末端持毛笔。本设计采用描点法进行笔画控制,连续的点构成一系列轨迹。设机械臂顶端左右移动的舵机转轴处为原点,第一个舵机转轴到第二个舵机转轴长度为L1,第二个舵机转轴到握笔处长度为L2。设机器人在静止的情况下毛笔在可运动的范围内任意一点到原点的距离为L,该点的坐标为(x,y),L等于x和y平方和的平方根。设L1和L的夹角为α,x轴与L的夹角为β,L1和L2的夹角为γ,根据余弦定理和相关数学公式可求得α、β、γ。将这三个角度转化成舵机角度的代码如图2所示。将所画图形用分段函数表示出来,分段描画轨迹。
将x增加一个微小的量求得相应的y值,舵机运动到下一个点,通过这种描点法画出图形。所画图形超出毛笔运动的范围则机器人启动轮子前进后退或转动。无线网络控制系统网络程序的实现有多种方式,本文采用比较简单的WindowsSocket,网络应用程序通过socket进行数据的发送与接收。在TCP/IP网络应用中,采用客户机/服务器模式,上位机作为服务器,机器人系统作为客户端。上位机采用面向对象开发与实现技术,选择VS2010和MFC开发环境。
作为服务器,可以发送指令控制毛笔绘画机器人绘制不同的图形。机器人采用NorthSTAR编写机器人控制程序,NorthSTAR是一个图形化交互式机器人控制程序开发工具。由于现有功能模块有限所以选择手写代码开发,编程语言采用Linux下C语言编程。MultiFLEXTM2-PXA270控制器上使用型号为VNT6656G6A40的无线网卡,VNT6656G6A40是专门为实现嵌入式系统的无线局域网通信应用而设计的一款USB接口的WIFI模块。
使用该模块能够使用户通过嵌入式硬件的USBhost接口高效快捷地扩展出无线局域网的通信功能,完全实现IEEE802.11b/g标准,最高通信速率可达54Mbps。机器人系统作为客户端接收服务器发送的指令,并且把自己执行任务的情况发送给服务器。
本设计在“创意之星”基础套件的基础上搭建并开发出基于无线网络的毛笔绘画机器人,为模块化机器人的改造提供了一个很好的参考。绘画算法具有一定的使用价值,但是由于舵机转动角度的限制和舵机运动引起的机器人执笔抖动,会产生误差和限制。
作者:仇婷