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1.运动功能说明
双节履带车可以通过两个驱动轮的差速运动来实现前进、后退、原地转向、大半径转向等基本行驶功能，并可通过舵机关节模块进行小臂的抬起和落下。通过底盘运动与小臂运行的结合，实现上台阶、通过坑洼地面等功能。
2. 结构说明
该样机由两组 三节共源驱动履带模组 ，和2个 舵机摆动关节 构成，履带呈轴对称分布在车架上，舵机关节模块驱动小臂抬起。如下图所示，左下和右上的圆周舵机驱动履带，左上的舵机关节驱动上面的两个小臂，右下的舵机关节驱动下面的两个小臂。
3. 运动功能实现
3.1 电子硬件
在这个示例中，我们采用了以下硬件，请大家参考：
将2个圆周舵机分别装在Bigfish扩展板的舵机引脚上，左侧圆周舵机接D4号引脚；右侧圆周舵机接D3号引脚；将车头关节模块的舵机接在D7号引脚；车尾关节模块的舵机接在D8号引脚。并将主控板和电池在车身固定好。
3.2编写程序
编程环境：Arduino 1.8.19
前摆臂运动的代码：
/*------------------------------------------------------------------------------------ 版权说明：Copyright 2022 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.
Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at
https://opensource.org/licenses/MIT
by 机器谱 2022-5-31 https://www.robotway.com/
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实验功能：
实现三节履带小车前摆臂下、上、水平动作。
三节履带车后摆臂下、上、水平动作
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实验接线：
.----------------------.
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后摆臂舵机：D8 | | 前摆臂舵机：D7
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#include <Servo.h> //调用舵机库
Servo ServoArmHead; //声明前摆臂舵机对象
Servo ServoArmTail; //声明后摆臂舵机对象
#define Servo_Head_Pin 7 //定义前摆臂舵机引脚号7
#define Servo_Tail_Pin 8 //定义后摆臂舵机引脚号8
#define Servo_Head_Up 130 //定义前摆臂向上时角度值
#define Servo_Head_Down 40 //定义前摆臂向下时角度值
#define Servo_Head_Level 90 //定义前摆臂保持水平时角度值
#define Servo_Tail_Up 130 //定义后摆臂向上时角度值
#define Servo_Tail_Down 40 //定义后摆臂向下时角度值
#define Servo_Tail_Level 90 //定义前摆臂保持水平时角度值
/*枚举类型.当第一个参数为1时，后面的每一个参数一次增1【如：Headdown=2,Taillevel=7】Headlevel(前摆臂水平)、
Headup(前摆臂向上)、Headdown(前摆臂向下)Taillevel(后摆臂水平)、Tailup(后摆臂向上)、Taildown(后摆臂向下)*/
enum{Headup=1,Headdown,Headlevel,Tailup,Taildown,Taillevel};
//程序初始化部分:使能舵机对象
voidsetup() {
ServoArmHead.attach(Servo_Head_Pin);
ServoArmTail.attach(Servo_Tail_Pin);
}
//主程序部分：前摆臂、后摆臂分别执行向上、水平、向下动作.
voidloop() {
arm_state( Headup ); delay(1000); //前摆臂向上,程序等待1秒
arm_state( Headlevel); delay(1000); //前摆臂水平,程序等待1秒
arm_state( Headdown ); delay(1000); //前摆臂向下,程序等待1秒
arm_state( Tailup ); delay(1000); //后摆臂向上,程序等待1秒
arm_state( Taillevel); delay(1000); //后摆臂水平,程序等待1秒
arm_state( Taildown); delay(1000); //后摆臂向下,程序等待1秒
}
//前摆臂、后摆臂上、下、水平子函数
voidarm_state(int arm_state){
switch( arm_state )
{
case Headup: ServoArmHead.write( Servo_Head_Up ); break;
case Headdown :ServoArmHead.write( Servo_Head_Down ); break;
case Headlevel:ServoArmHead.write( Servo_Head_Level); break;
case Tailup: ServoArmTail.write( Servo_Tail_Up ); break;
case Taildown :ServoArmTail.write( Servo_Tail_Down ); break;
case Taillevel:ServoArmTail.write( Servo_Tail_Level); break;
default: break;
}
}
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前进功能的代码：
/*------------------------------------------------------------------------------------ 版权说明：Copyright 2022 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.
Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at
https://opensource.org/licenses/MIT
by 机器谱 2022-5-31 https://www.robotway.com/
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实验功能：
实现三节履带小车前进.
注意事项：圆周舵机90度表示停止.
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实验接线：
左轮圆周舵机：D4
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.----------------------.
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| | 车头
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右轮圆周舵机：D3
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#include <Servo.h> //调用舵机库函数
#define Servo_Num 2 //定义舵机数量2
#define Left_Servo_Forward 70 //定义前进时小车左轮速度
#define Right_Servo_Forward 110 //定义前进时小车右轮速度
Servo Car_Servo[Servo_Num]; //声明舵机对象,表示声明了2个舵机对象
voidForward(); //前进
constint servo_pin[Servo_Num] = { 4, 3 };//定义舵机引脚号.
constint angle_init[Servo_Num] = { 90, 90 };//定义舵机初始化角度
//程序初始化部分:分别使能舵机对象，并设置各个舵机初始角度
voidsetup() {
for( int i=0;i<Servo_Num;i++ ){
Car_Servo<i>.attach( servo_pin<i> ); //使能舵机对象
Car_Servo<i>.write( angle_init<i> ); //设置舵机初始角度
}//即设定履带小车初始为停止状态
}
//主程序部分：三节履带车前进
voidloop() {
Forward();
}
//前进子程序
voidForward() {
Car_Servo[0].write( Left_Servo_Forward );
Car_Servo[1].write( Right_Servo_Forward );
}
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履带底盘结合摆臂运行的代码：
/*------------------------------------------------------------------------------------ 版权说明：Copyright 2022 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.
Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at
https://opensource.org/licenses/MIT
by 机器谱 2022-5-31 https://www.robotway.com/
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实验功能：
实现三节履带小车前进、后退、停止、自转、大半径转向、前摆臂向上
抬起、前摆臂水平、前摆臂向下、后摆臂向上、后摆臂水平、后摆臂向下.
【注意】：当我们给定圆周舵机一个速度时，例如50，如果我们
不给该圆周舵机停止（即90），那么该舵机会以50的速度一直转动.
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实验接线：
左轮圆周舵机：D4
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.----------------------.
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-------------| |--------------
后摆臂舵机：D8 | | 前摆臂舵机：D7
-------------| |--------------
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*----------------------*
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右轮圆周舵机：D3
------------------------------------------------------------------------------------*/
#include <Servo.h> //调用舵机库函数
#define Servo_Num 4 //定义舵机数量
Servo Car_Servo[Servo_Num]; //声明舵机对象,表示声明了3个舵机对象
constint servo_pin[Servo_Num] = { 4, 3, 7 ,8 };//定义舵机引脚号.
constint angle_init[Servo_Num] = { 90, 90, 90, 90 };//定义舵机初始化角度
/*枚举类型.当第一个参数为1时，后面的每一个参数一次增1【如：Backward=2,Taillevel=11】Forward(前进)、Backward(后退）、
TurnInPlace(原地旋转)、BigTurn(大转向)、Stop(小车停止)、Headlevel(前摆臂水平)、Headup(前摆臂向上)、
Headdown(前摆臂向下)、Taillevel(后摆臂水平)、Tailup(后摆臂向上)、Taildown(后摆臂向下)*/
enum{Forward=1,Backward,TurnInPlace,BigTurn,Stop,Headup,Headdown,Headlevel,Tailup,Taildown,Taillevel};
//程序初始化部分:分别使能舵机对象，并设置各个舵机初始角度
voidsetup() {
for( int i=0;i<Servo_Num;i++ ){
Car_Servo<i>.attach( servo_pin<i> ); //使能舵机对象
Car_Servo<i>.write( angle_init<i> ); //设置舵机初始角度
}//即设定履带小车初始为停止状态
}
//主程序部分：执行小车各个状态
voidloop()
{
Car_State( Headup, 1000 ); //小车前摆臂向上抬起,等待1秒
Car_State( Forward, 2000 ); //小车前进,等待2秒
Car_State( Stop, 2000 ); //小车停止,并等待2秒
Car_State( Headlevel, 1000 ); //小车前摆臂水平
Car_State( Headdown, 1000 ); //小车前摆臂向下
Car_State( Backward, 2000 ); //小车后退,等待2秒
Car_State( Tailup, 1000 ); //后摆臂向上【注意这里没写Stop,故此时的小车会一直以程序前一行的后退状态继续后退】
Car_State( Taillevel, 1000 ); //后摆臂水平
Car_State( Taildown, 1000 ); //后摆臂向下
//........后续可自行添加自己需要的小车状态........
}
/*--------------------------------------------------------------
该函数封装了小车各个状态.
参数car_state表示小车执行状态. 参数time_delay表示程序等待时间
程序使用示例：
Car_State( Forward, 1000 );表示小车执行前进动作，等待1000毫秒
Car_State( ArmUp, 1500 );表示小车执行前摆臂向上动作，等待1500毫秒
*/
voidCar_State( int car_state, unsignedlong time_delay ) {
switch( car_state ) {
case Headlevel: Car_Servo[2].write( 90 ); delay( time_delay); break;
case Headup: Car_Servo[2].write( 130 ); delay( time_delay); break;
case Headdown: Car_Servo[2].write( 40 ); delay( time_delay); break;
case Taillevel: Car_Servo[3].write( 90 ); delay( time_delay); break;
case Tailup: Car_Servo[3].write( 130 ); delay( time_delay); break;
case Taildown: Car_Servo[3].write( 40 ); delay( time_delay); break;
case BigTurn: Car_Servo[0].write( 60 ); Car_Servo[1].write( 104 ); delay( time_delay); break;
case Backward: Car_Servo[0].write( 120 ); Car_Servo[1].write( 60 ); delay( time_delay); break;
case Stop: Car_Servo[0].write( 90 ); Car_Servo[1].write( 90 ); delay( time_delay); break;
case Forward: Car_Servo[0].write( 70 ); Car_Servo[1].write( 110 ); delay( time_delay); break;
case TurnInPlace: Car_Servo[0].write( 60 ); Car_Servo[1].write( 60 ); delay( time_delay); break;
default: break; //否则, 程序跳出该循环.
}
}
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4.扩展样机
本样机可以根据实际需要改变共源履带的长度、轮径等，也可以用其他传动方式（如齿轮组等）构造共源驱动，如下图所示：
5.资料内容
样机3D文件
例程源代码
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发表于 2023-9-25 16:49:01
