Робототехника_2011: Занятие 10. Шагающий робот

1. Требования к конструкции

Наиболее подходящим для начального изучения представляется четвероногий робот. Робот на четырех ногах устойчив, как табурет При правильном соединении он будет двигаться по прямой линии, притопывая подобно маленькому слонику. Его первая задача проста - идти вперед.

Требования к конструкции:

механизм должен стоять на поверхности, упираясь только на четыре конечности, каждая из которых не может совершать вращительное движение вокруг одного из центра;
движение конечностей должно быть возвратно-поступательным;
в конструкции робота запрещено использование колес, соприкасающихся с поверхностью земли;
конечности робота приводятся в движение одним мотором с помощью механической передачи;
мотор присоединен к источнику питания;
центр тяжести робота должен быть смещен вперед по ходу движения.

2. Процесс сборки

Шаг 1. Единственный привод обеспечит прямолинейное движение робота:

Шаг 2. 15-ти модульные балки крепятся к мотору и к угловым балкам из дополнительного набора. NXT крепится к угловым балкам:

Шаг 3. Ведущие оси будут разной длины: 5 и 6-ти модульные. Они вставляются в мотор с двух сторон так, чтобы из соответствующих балок выступали части осей длиной ровно 1 модуль.

Шаг 4. На ведущие оси насаживаются 24-зубые шестерни. Остальные штифты крепятся на бежевые штифты-полуоси. Синие для этой цели не подойдут, поскольку создают очень большое трение.

Шаг 5. Выравнивание крайних шестеренок. Все 4 основные шестерни (24 зуба) должны быть расположены так, чтобы пары отверстий на них были строго параллельны друг другц. Расположение 40-зубых центральных шестерней не играет роли.

Другой способы выравнивания:

Шаг 6. Часть из восьми гладких штифтов вставляется а 24-зубые шестеренки симметрично относительно центра большой шестерни. И ровно наоборот с другой стороны: то есть если справа от NXТ они были ближе к центру, то слева должны быть дальше от центра. Штифты серые!!!

Со второй стороны штифты вставлены противоположно относительно первой:

Шаг 7. Ноги робота должны быть одинаковыми, но их длину можно менять.

Установка конечностей:

С другой стороны конечности встают в противофазе.

Шаг 8. Для запуска шагающего робота потребуется такая же простая программа, как и для запуска тележки. Однако следует обратить внимание, что в предложенной конструкции мотор должен вращаться не вперед, а назад. Если запустить его вперед, робот будет пританцовывать на месте, почти не перемещаясь.

Программа в Lego Minstorms NXT программа будет выглядеть следующим образом:

Итак, робот пошел. Теперь вам предоставляется свобода творчества. Варьируя длину конечностей, размер "плеча" и "колена", смещение центра тяжести, можно получить самые неожиданные эффекты в "походке" робота. Можно нацепить "башмачки".

Фотоотчет. Первый шагающий робот готов. Он оказался и самым скоростным. Автор - Андрей Галузин.