机械狗制作教程.doc

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1、机械狗制作教程　　本项目介绍的为四足机器人，外形结构上像一只小狗，所以称之为机械狗，当前项目采用了模块化的开发方式，直接使用基础的四足爬行结构平台以及通用的电源模块进行组合，快速有效的完成了整体机器人的搭建。　　机械狗制作教程　　本项目介绍的为四足机器人，外形结构上像一只小狗，所以称之为机械狗，当前项目采用了模块化的开发方式，直接使用基础的四足爬行结构平台以及通用的电源模块进行组合，快速有效的完成了整体机器人的搭建。　　　　一、基本原理：　　本项目的机器人，利用“摆动曲柄滑块机构”原理，把减速电机的旋转运动转换为驱动腿迈步的

2、往复摆动运动，再利用简单连杆结构控制四条腿模拟动物的步态规律进行爬行运动。　　1、运动方式——　　本项目机器人是模仿拥有四条腿动物的爬行运动，其各腿之间协调运动的规律是完全不同的，这个规律我们称其为“步态”，要模仿四足动物的运动，则首先就要了解这个“步态”。　　以下是四足动物爬行步态的分解，以前进方向为例进行说明：　　1、静止时四条腿都是同时着地（本项目机器人省略该状态）；　　2、前进时，四条腿分为两组交替运动，对角的两腿为一组，即：左前腿和右后腿为一组，右前腿和左后腿为另一组；　　3、第1组两条腿（左前、右后）往前迈出，第

3、2组两条腿（右前、左后）静止不动但是关节往前弯曲以适应这个躯体中心前移；　　4、第1组两条腿（左前、右后）迈出后静止。　　5、第2组两条腿（右前、左后）往前迈出，第1组两条腿（左前、右后）静止不动但是关节往前弯曲以适应这个躯体中心前移；　　6、两组不断交替……　　如此循环往复，同一时间都保证有一组两条腿着地以保持身体的平衡，并不断往前进。　　这里可能有人会问，仅靠两条腿是否可以保证身体的平衡呢？其实，如果前进时保证一定的速度，虽然同时只有两条腿着地，只能有一个很短暂的平衡，但是由于两组的腿交替速度比较快，总体上也可以让身体保

4、持一个动态的平衡。　　特别说明：如果整体前进的速度很慢，其中一组静止着地的两条腿是无法保持整个身体的平衡的，我们必须还要让第三条腿也着地，即要利用三点确定一个平面——三条腿可以保持稳定平衡的原理。在本项目中，由于机器人的运动速度很慢，两组腿交替迈步的时候，后腿都是着地的，即使是往前迈步的一组，前面的腿是离地迈步的，而后面的腿还是接触地面以“拖步”的方式迈步的。　　　　2、驱动机理——　　本项目机器人实现四足爬行机械结构，其实是和PVCBOT-12号、PVCBOT-13号类似的”连杆机构”——“摆动曲柄滑块机构”，只不过说这个

5、在PVCBOT-14号中这个连杆机构驱动四足的后面两足，然后再通过连杆带动前两足联动。相关资料请参考：PVCBOT-12号——连杆机构、PVCBOT-13号——连杆机构　　下面为摆动曲柄滑块机构应用在本项目中的运动过程示意图。　　　　以下为两种一样的摆动曲柄滑块机构连杆，前者采用了离心圆盘作为转动结构，而后者则采用了曲柄作为转动结构，两者本质是一样。为了加工方便，一般多用后面一种”曲柄“结构（可省掉一个圆盘）。而在本项目中我们采用的也是后面的设计。　　　　为了机器人能够让两组二足交替向前迈步行走，则“摆动曲柄滑块机构”的安装

6、也比较巧妙，为了直接驱动后面的两足，我们用了左右两套相同的连杆机构，且为同轴的方式安装（同一根转动的轴），但两个连杆的铰链结合部分的位置正好相反，即分别位于转盘一条直径线上的两头，也就是曲柄的位置正好相反，使得左右两套连杆机构在同一时间上运动的状态刚好相反，比如：一个位于最左边的位置的时候另一个正好位于最右边的位置，一个位于最高的位置的时候另一个正好位于最低的位置。　　另外，前足通过一个连杆和后足的曲柄相连，同时后足由限位杆控制住摆动的范围。　　　　曲柄滑块机构直接驱动四足的两个后足，对于两个前足则是通过简单的连杆机构进行联

7、动的。以下为四足通过连杆进行联动的示意图，同一列状态下的两个图为同一时间左右两侧各足的状态。　　特别：两个后足以“拖动”的方式向前迈步（即：都是不离开地面），则可以看到任何时候都有三条腿着地以保持身体平衡。　　　　3、电路原理——　　本项目C版机器人的电路原理与A版类似都是比较简单的，就是直接一组电池连接一个电机，中间通过一个拨动开关来控制电路的通断。　　　　二、器材准备　　主体结构部件：　　　　电源结构部件：　　　　减速箱结构部件：　　　　三、制作过程：　　温馨提示：　　制作之前，请耐心的多花几分钟，大体了解一下：　　1、

8、制作的基本材料，对即将开始的制作有一个基本的认识：　　http://www.diy-bot.net/pvcbot？id=pvc　　2、制作的主要工具，看看是否都准备好了：　　http://www.diy-bot.net/pvcbot？id=tool　　3、常用的制作技巧，不需要死记硬背，等