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示例项目：简单的六足步行者

2022-07-05 15:15:00 【acktomas】

示例项目：简单的六足步行者

1. 引言

六足运动是一种简单，强大的步行系统，在动物王国和机器人爱好者中都非常受欢迎。机器人六足动物的范围从简单的单电机玩具到具有18个或更多伺服器的高级平台。本教程向您展示如何使用三个伺服器构建一个非常简单的自主六足机器人。2“高的六脚架能够向前和向后行走，并且可以左右转动。两个前视距离传感器提供避障功能。六足动物的大脑是Pololu Micro Maestro，这是一个6伺服控制器，可以在存储的脚本中读取输入并播放运动序列。

有关微型大师的完整文档，请参阅《微型大师用户指南》。

2. 材料和工具

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建造六足动物所需的零件。注：新版本的电池使用 Maestro 随附的接头，而不是所示的特殊连接器。

零件清单：

数量	部件号	部分	笔记
1	1351	波罗鲁微型大师部分套件	获取套件版本，以便您可以焊接自己的电线，以获得最紧凑的机器人。
3	1053	亚微舵机 3.7g 通用	这些通用舵机提供尽可能低的成本和重量，但您可以替换其他舵机，例如Power HD亚微舵机HD-1440A，来定制设计。
2	1134	波罗鲁载体与夏普GP2Y0D810Z0F数字距离传感器10厘米	这是一个微小的距离传感器，具有足够长的范围，可以使您的六足动物免受麻烦。
1	2251	电池组： 4.8 V， 200 毫安时	该电池组将在大约5 V时提供足够的功率，为六脚架供电五到十分钟。
3	–	“巨型”回形针	用于形成六足动物的腿。展开时，这些应为6英寸长。

所需工具：

烙铁和焊料
热胶枪
剥线钳
长鼻钳
对角切割机
用于连接零件的一些电线

这些部件中的大多数都可以在Pololu网站的“工具”部分找到。热胶枪在大多数工艺品商店都可以买到，只需几美元。

3. 施工

步骤 1：将公接头作为电池连接器连接。

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找到 Maestro 随附的 1×10 件 0.1 英寸公头。掰开一个 1×2 件，并将其焊接到 BAT 和 GND 引脚上，如图所示。请注意，连接器未极化，因此必须注意始终将黑线连接到地，并将红色导线连接到BAT插入电池。

图中所示的连接器来自旧版本的电池。新的看起来会有所不同，但黑色和红色的电线仍然应该连接到Maestro上的相同引脚。

将电源连接器焊接到微型 Maestro。

步骤2：设置Maestro的自力。

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断开电池连接后，将一根电线（红色）从公接头的正极连接到VIN。注意不要短路或损坏主板上的任何组件。现在，插入电池后，您的Maestro应该通电并慢慢闪烁其黄色LED，表示它正在等待检测串行通信的波特率。您不会对此项目使用串行通信，因此您需要在下一步中禁用波特率检测。

图中所示的连接器来自旧版本的电池。由于您将使用完全覆盖电路板上孔的公针座，因此请焊接到针座引脚的裸露部分。

微型 Maestro 上的自供电和电池连接器。

步骤 3：验证 Maestro 和伺服器是否正常工作。

步骤4：通过将舵机粘合在一起来构造主体。

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使用对角线刀具从所有三个伺服器上卸下安装卡舌。此项目不需要选项卡，并且可能会干扰伺服器的运动。

接下来，用几滴热胶连接伺服器，如下所示。您不需要太多的胶水即可牢固地固定它们！尝试精确对齐角，以形成用于安装其他零件的平坦表面。

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尝试对齐角。

夹住伺服电缆，留下至少2“（如果您焊接经验不足，则更多）。从每根电缆的末端剥离少量电线。

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切割并剥离伺服引线，留下约2“线。

步骤5：将伺服器和传感器焊接到微型Maestro上。

这一步需要耐心和关怀。第二双手可能非常有用。

使用焊料对伺服器的引线进行镀锡，以便它们最初可以连接而无需额外的焊料。看看下面的图片作为参考，将Maestro放在身体的背面，并将中间的电线放在Maestro的前面，并放入通道1的孔中。将导线保持在这些孔中，将Maestro从主体上拉开，然后将烙铁接触到每个连接处，以使导线上的少量焊料熔化并将它们固定到位。您现在应该能够为每个连接添加更多焊料，直到孔被填满并且电线被牢固地固定。仔细检查是否有松动的电线，这可能会导致短路。

继续，将右舵机焊接到通道 0，将左舵机焊接到通道 2，以便舵机排列在与端口相同的相对位置。

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将舵机连接到微型 Maestro 上的端口 0、1 和 2。
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带微调载板的数字测距传感器。

使用旋转工具、砂轮、对角切割器或珠宝商锯切割传感器板，移除包含不需要的安装孔的零件，使其尽可能小。（确保不要剪切任何痕迹。然后将它们焊接到电缆上，以便将它们连接到Maestro。下面的示例使用 4 线带状电缆，共享两个传感器的电源和接地连接。带状电缆使组件相对干净，但您可以使用任何可用的电线。在说明中向前看，看看传感器将去哪里，并确保你有足够长的电缆。考虑如何使电线靠近身体，远离腿部和伺服器。

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将传感器焊接到四针电缆上。

将传感器电源和地焊接至Maestro上的+5V和地，并将左右传感器的输出分别连接到通道3和4。请注意，我们使用+5V而不是电池电压，因此Maestro通道永远不会看到更高的电压 - 另一个好处是传感器将在USB电源下工作，而无需插入电池。

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将传感器电缆焊接到 Maestro 上。

现在，您拥有了完整的电气组件。插入电池，传感器应变为活动状态，每当检测到10厘米以内的物体时，就会打开红色LED。使用 Maestro 控制中心，您应该能够看到输入值从 255（当不存在对象时）更改为 40 左右（当检测到对象时）的变化。如果 LED 始终亮起，则可能忘记在步骤 3 中将端口设置为输入。

第6步：构建腿部。

将回形针展开成直线。钳子在金属中会产生丑陋的凹痕，因此请尝试使用手指和桌子的边缘来执行此操作。

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尽可能拉直回形针。

电线应为六英寸长。要制作前腿和后腿，请将其中的两个折叠成1.5英寸的部分，两个部分之间的角度为90°，如下所示：

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六足动物的前腿和后腿。末端的段长度应为 1.5”。

将第三块折叠成M形，部分长度为1.25“，1.75”，1.75“和1.25”，如下所示：

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六足动物的中间腿。末端的段长度应为 1.25”。

将支腿热粘在伺服喇叭上。中腿使用直角，前腿和后腿使用十字形或圆形角。

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将六脚架支腿粘在伺服喇叭上。

连接电池电源后，使舵机保持其空档位置，将喇叭放在舵机上，使腿尽可能靠近空档位置，如图所示。用随附的螺钉将它们固定到位，在拧紧支腿时握住支腿，以免将扭矩施加到脆弱的伺服齿轮上。将 Maestro 粘合到舵机的背面，与底部齐平。

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将支腿和 Maestro 连接到伺服器。

**重要：**切勿用手将扭矩施加到腿部，试图阻止它们移动或反向驱动它们。伺服齿轮很容易被打破，所以它们应该只在自己的动力下移动。使用 Maestro 控制中心试验不同的位置，而不是强制使用伺服器。

步骤7：连接电池和传感器。

将电池粘在六脚架的前部，与底部齐平，以便有尽可能多的间隙。确保中间的腿有足够的空间向左和向右转动，而不会碰到电池。将传感器粘在电池的顶部，向左和向右倾斜。

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组装好的六脚架，前视图。

请注意，布线确实会干扰中间腿的运动。您可能希望以不同的方式路由您的路由。根据需要使用小滴热胶将电线固定到位。

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组装好的六脚架，顶视图。

第8步：最后的润色。

使用 Maestro 控制中心查找中性位置（支腿尽可能对称地排列）及其安全最小值和最大值。将中性位置设置为每个伺服器的“转到”值，并设置最小值和最大值，以便六脚架永远不会自我破坏。调整导线的角度，使所有六只脚都以中性位置接触地面，可能是通过将前后腿弯曲到90°以上。

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组装好的六脚架，侧视图。

您可能想要做的最后一件可选的事情是在每只脚上添加一点热胶水，这样金属就不太可能划伤您的工作台面。您的六脚架现在已准备好进行编程！

4. 六足动物步态测序

步态

现在你已经建造了你的六足动物，是时候让它走路了。用腿向前行走的方法称为步态，具有许多自由度的动物或机器人具有多种可用的步态 - 人类可以走路，奔跑，跳跃或跳跃;马可以走路，小跑，坎特，或疾驰，等等。你的六足动物是如此简单，以至于它只有一种可能的向前运动的步态，称为三脚架步态。

在三脚架步态中，您的六脚架始终有三只脚与地面接触：一侧的前后腿和中间腿另一侧。中间舵机的角度决定了哪一边向上，哪一边向下。它通过将这些脚向后推到地面上来实现向前运动，而另一只脚在空中向前移动。然后，六足动物将其重量转移到其他三英尺上，并以相同的方式向前移动。通过使用中间的腿不断移动其重量，然后将抬起的脚向前移动，它向前走。