arduino仿生六足机器人教材
Arduino 搬运机器人教材
搬运机器人教材———基于Arduino开发平台V1.0目录一、机器人的组装 (1)Arduino 搬运机器人教材1.1. 组装工具 (1)1.2. 部件装配 (1)二、系统概述 (10)2.1.Arduino介绍 (10)2.2.Arduino驱动安装 (14)2.3.Arduino IDE菜单介绍 (20)三、实验操作 (25)3.1 数字舵机实验 (25)3.1.1 舵机介绍 (25)3.1.2 舵机的内部结构 (25)3.1.3舵机的控制协议 (29)3.1.4 舵机实验操作 (30)3.2 模拟舵机实验 (32)3.3 红外避障实验 (36)四、使用说明 (39)4.1.接线端口介绍 (39)4.2.操作说明 (39)注意事项请认真阅读该手册并注意产品功能和用途说明。
本手册在CD光盘上以PDF格式提供，如有需要可以进行复制或打印。
该手册内容可能因产品升级或其他原因而改变，本公司不另行通知客户。
安全防备根据严重程度，安全防备分两种：警告和注意。
在动手安装之前请先通篇阅读警告和注意事项。
安装和操作注意本段包含防止机械损伤方面的内容。
危险！当操作机器人的时候要注意安全。
如果没有正确组装，机器人将不能正常工作甚至会损坏。
组装方法详见第一章机器人组装说明。
在一个足够大的地方进行调试工作警告！远离小孩。
尽管该产品看起来像个玩具，在无人照看的情况下，它可能会对小孩造成伤害。
故障发生时，请立即关闭电源。
如果电池被弄破，暴露在液体，火或其他热源面前，可能会导致电击。
不要拆开或修改充电器和其电缆。
当不充电时，请把充电器从电源上拔下。
不要拆卸或修改电机里面的电路板。
不要在热，潮湿或寒冷的环境下使用，因为该产品包含精密的元件。
如果处在一个极端的条件下，错误可能发生。
充电时请确认充电器插座是牢固的。
请仔细阅读本手册，在调试时注意机器人各关节的方向，尽量避免关节相撞。
注意！机器人的电机需要定期维护以获得和维持恰当的性能。
创客教育搭建六足步行机器人教学设计
教学案例设计《创客教育》第一部分第六课《搭建仿生六足步行机器人》教学对象中职一年级班级人数50 课时 1授课类型讲授课教材《创客教育》校本教材主编：李晓絮教学目标认知情感、态度、观念能力可以使用“齿轮机构”、“连杆机构”等简单机械结构搭建出“六足步行机器人”，理解机器人“三角步态”行走方式。
在动手搭建“六足步行机器人”的过程中，形成乐于探究的意识和敢于创新的精神，体验探索科学的乐趣，养成主动与他人分享交流合作的精神。
主动思考，发散思维，使用已掌握的知识，进行创意、创新、创造。
教学重点“仿生六足步行机器人”的搭建教学难点机器人“三角步态”行走方式的实现教学方法引导法、演示法、分享讨论法学习方法体验探究法教学环境及资源多媒体机房、课件、微课、机器人搭建套盒学情分析全国各地创客教育如火如荼的开展，不是所有学校都能顺利接轨，尤其是中职学校。
中职学校大部分学生学习基础差、学习兴趣低，团队合作精神差，创新意识不强，创新能力不足。
创客教育课程更需要切合实际，循序渐进、因材施教。
教学设计说明结合教学目标和学生学情，本课题分“知识回顾”，“新课导入”，“学习新知”，“分享讨论”，“总结延伸”五大环节来设计教学过程，分别采用了“兴趣引导”，“视频演示”、“微课演示” “分组分享讨论”等教学方法。
课前准备1、划分学习小组2、发放“搭建套装”教学环节具体教学目标教师活动学生活动第一环节知识回顾3分钟前课复习，回顾“后轮驱动车”的搭建过程回顾搭建过程，观看、交流各小组搭建的“后轮驱动车”在校园操场奔跑测试情况，同时指出同学们在搭建过程中存在的问题。
观看、聆听、思考、讨论第二环节新课导入2分钟对新课内容产生学习兴趣讲授：简要介绍机器人从古至今的一个演变，介绍步行机器人的优势，引出本次课搭建主题“六足步行机器人”；倾听、回答、观看、分析第三环节学习新知25分钟了解“六足步行机器人”讲授：1、视频展示“仿生六足步行机器人”，提问它的外观和行走方式。
乐高小颗粒搭建课件：六足行走机器人
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
搭建样例
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
搭建样例
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
六足行走模式
六足机器人：仿生六足机器人又叫蜘蛛机器人，顾名思义，六
足机器人架构中借鉴了自然界中昆虫的行走方式，是多足机器人 的一种。
六足步行机器人的行走方式是多样的，最典型的行走方式是 模仿六足纲昆虫的三角步态。
三角步态：六足昆虫行走时，一般不是六足同时直线爬行，而
是将三对足分成2组，每组三只足，以三角形支架结构交替前进。
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
下次再见
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
搭建样例
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
差速运动控制
六足机器人中，左侧三个脚的电机转速100rpm，右侧 三个脚电机转速200rpm,则机器人会？ A．向前直走 B．向前走并向左转 C．向后退 D．原地不动
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
综合运用知识：
1、三角步态：三角形具有稳定性； 2、齿轮垂直传动：改变力的传动方向。 3、曲柄摇杆结构：可以将圆周运动转换为往复摆动 4、学习差速运动控制。
教师参考资料_第四章机器人设计(2)_六足爬虫
科学探索活动手册教师参考资料第四章机器人设计（2）活动项目二六足爬虫一、教学目标1、理解什么是摇杆机构。
2、尝试着根据需要设计一个摇杆机构。
3、搭建一个由电机驱动，通过摇杆机构传递动力，可六足行走的机械爬虫。
二、教学重、难点理解摇杆机构原理，掌握BDS编程软件的应用。
三、主要教学方法演示法、任务驱动法、课堂讨论法、讲授法、案例教学法。
四、教学准备1、六足爬虫模型每小组一套；2、中小学通用技术课程配套教材第二册《科学探索》活动手册105页《活动准备》里面的结构胶件每小组一套（有条件每人一套）；3、BDS机器人编程软件、教学课件五、教学过程（一）创设情境导入1、如何使六足机械爬虫在行走过程中保持平衡？2、如何使六足机械爬虫在行走过程中六足平稳地进行交替？（二）教学活动环节设计1、展示六足机械爬虫机器人，按下主控器上的电源键，六足机械爬虫机器人在程序控制下向前行走、向后倒退。
让学生观察六足机械爬虫机器人，分析它由哪几个部分组成，每个部分分别起什么作用。
六足爬虫行走时，六足主要是曲柄与摇杆配合，通过减速马达带动曲柄连动摇杆，六足启动执行。
2、学生根据书本的搭建步骤搭建六足机械爬虫机器人或自己设计六足机械爬虫机器人，教师巡视，当学生在搭建过程中遇到到问题时，引导学生分析问题、解决问题。
注意，六足爬虫的六足连杆容易出现死点。
3、当学生都搭建好六足机械爬虫机器人，开始讲解和启发学生在BDS编程软件中，如何编写六足机械爬虫机器人的流程图程序。
如果有条件可以在让学生编写程序同时教师在旁边指导。
可以让学生自由发挥，设置不同的执行模块，最终目的是让六足爬虫能前进与后退。
5、让学生自己插好程序下载线，按下主控器上的电源键，打开电源，把编译好的程序下载到主控器中。
待程序下载完毕后，再次按下控制器上的电源键，关闭电源，拔出程序下载线。
将六足机械爬虫机器人的轮驱动电机都连接到控制器输出口上。
按下控制器上的电源键，测试六足机械爬虫机器人的效果，并进行相应的调试和改进。
Arduino机器人制作入门教程
Arduino制作入门教程Arduino制作入门教程欢迎阅读本教程，本文将详细介绍如何制作一个简单的Arduino。
通过本教程，您将学习如何选购适合的硬件设备、组装、编写控制程序以及进行基本的操作。
请按照以下章节进行操作。
第一章：准备工作在开始制作之前，您需要准备以下材料：1、Arduino主板2、电机驱动模块3、直流电机4、轮子5、电池盒及电池6、连接线7、螺丝刀、钳子等工具第二章：硬件连接1、连接电机驱动模块与Arduino主板2、连接电机与电机驱动模块3、连接电池盒与Arduino主板第三章：编写控制程序1、在Arduino开发环境中创建一个新的项目2、导入所需的库文件3、编写程序来控制的运动4、程序到Arduino主板第四章：运动控制1、编写前进、后退、左转、右转等基本运动函数2、调用这些函数来控制的运动3、验证的运动控制是否正常第五章：附加功能1、添加超声波传感器以实现避障功能2、添加红外线传感器以实现寻迹功能3、添加蓝牙模块以实现远程控制功能第六章：测试与优化1、对的各个功能进行测试2、根据测试结果对程序进行优化3、重复测试与优化的过程，直到达到预期效果附件：本文档涉及的附件包括：1、示意图：Arduino连接示意图2、代码示例：控制运动的示例代码法律名词及注释：1、Arduino - Arduino是一块便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件（各种型号的Arduino主板）和软件（Arduino 开发环境）。
2、蓝牙模块 - 一种无线通信模块，可实现通过蓝牙技术与其他设备进行通信。
3、超声波传感器 - 一种可以测量距离的传感器，利用声波的传播时间来计算与障碍物的距离。
4、红外线传感器 - 一种可以检测红外线信号的传感器，常用于寻找和跟踪物体的位置。
六足机器人
六足机器人编辑目录1六足机器人及多足机器人产生的原因：2仿生原理分析：3三角步态介绍：4六足机器人平台的基本组成5各种六足设计：1六足机器人及多足机器人产生的原因：在自然界和人类社会中存在一些人类无法到达的地方和可能危及人类生命的特殊场合。
如行星表面、灾难发生矿井、防灾救援和反恐斗争等，对这些危险环境进行不断地探索和研究，寻求一条解决问题的可行途径成为科学技术发展和人类社会进步的需要。
地形不规则和崎岖不平是这些环境的共同特点。
从而使轮式机器人和履带式机器人的应用受到限制。
以往的研究表明轮式移动方式在相对平坦的地形上行驶时，具有相当的优势运动速度迅速、平稳，结构和控制也较简单，但在不平地面上行驶时，能耗将大大增加，而在松软地面或严重崎岖不平的地形上，车轮的作用也将严重丧失移动效率大大降低。
为了改善轮子对松软地面和不平地面的适应能力，履带式移动方式应运而生但履带式机器人在不平地面上的机动性仍然很差行驶时机身晃动严重。
与轮式、履带式移动机器人相比在崎岖不平的路面步行机器人具有独特优越性能在这种背景下多足步行机器人的研究蓬勃发展起来。
而仿生步行机器人的出现更加显示出步行机器人的优势。
多足步行机器人的运动轨迹是一系列离散的足印运动时只需要离散的点接触地面对环境的破坏程度也较小可以在可能到达的地面上选择最优的支撑点对崎岖地形的适应性强。
正因为如此多足步行机器人对环境的破坏程度也较小。
轮式和履带式机器人的则是一条条连续的辙迹。
崎岖地形中往往含有岩石、泥土、沙子甚至峭壁和陡坡等障碍物可以稳定支撑机器人的连续路径十分有限,这意味着轮式和履带式机器人在这种地形中已经不适用。
多足步行机器人的腿部具有多个自由度使运动的灵活性大大增强。
它可以通过调节腿的长度保持身体水平也可以通过调节腿的伸展程度调整重心的位置因此不易翻倒稳定性更高。
当然多足步行机器人也存在一些不足之处。
比如为使腿部协调稳定运动从机械结构设计到控制系统算法都比较复杂相比自然界的节肢动物仿生多足步行机器人的机动性还有很大差距。
(完整版)六足机器人设计毕业设计
机电系统设计与制造说明书设计题目六足机器人设计班级姓名学号指导老师目录第一章.课程设计的目的与要求1.1现状分析 (4)1.2六足机器人的意义 (4)1.3课程设计的目的 (4)1.4课程设计的基本要求 (5)第二章.系统总体设计方案2.1机构简化 (6)2.2方案设计 (7)第三章.运动学计算3.1杆长分析……………………………………………………83.2杆长验证 (9)3.3位置分析……………………………………………………113.4速度分析……………………………………………………19第四章.动力学计算4.1电机转矩计算………………………………………………174.2杆件受力分析………………………………………………184.2电机选择………………………………………………19第五章.非标准件的尺寸确定及校核5.1轴的尺寸与校核……………………………………………205.2主动杆的尺寸与校核………………………………………235.3其他杆件的尺寸与校核……………………………………245.4其他零件尺寸确定……………………………………25第六章.标准件选择6.1轴承的选择与校核…………………………………………276.2联轴器的选择与校核………………………………………276.3螺栓的选择与部分承重螺栓的校核………………………276.4键的选择与校核…………………………………………29第七章.设计总结7.1课程设计过程………………………………………………317.2设计体会…………………………………………………32第八章.参考文献……………………………………………33第九章附录…………………………………………………341.1 现状分析所谓多足机器人，简而言之，就是步行机。
在崎岖路面上,步行车辆优于轮式或履带式车辆。
腿式系统有很大的优越性：较好的机动性,崎岖路面上乘坐的舒适性,对地形的适应能力强。
所以,这类机器人在军事运输、海底探测、矿山开采、星球探测、残疾人的轮椅、教育及娱乐等众多行业,有非常广阔的应用前景,多足步行机器人技术一直是国内外机器人领域的研究热点之一。
基于Arduino技术的六足机器人声呐测距功能设计与实现
基于Arduino技术的六足机器人声呐测距功能设计与实现作者：陈军俊来源：《电脑知识与技术》2018年第14期摘要：随着投入仿生六足机器人的研究越来越多，对机器人适应未知环境能力的要求也越来越高。
Arduino是一款基于单片机系统开发的软硬件平台，具有控制与之连接的各类传感器来感知周围环境的特点。
本文介绍了通过在六足机器人上安装超声波传感器和OLED显示屏，然后基于Arduino技术开发，利用超声波传感器设计原理来实现六足机器人声呐测距功能，并且将测量数据显示在OLED屏上。
最后通过多次测试，验证该功能设计实现成功。
关键词：Arduino；超声波传感器；OLED显示屏；声呐测距中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）14-0174-04Abstract： With the development of bionic six legged robots， more and more robots are required to adapt to the unknown environment. Arduino is a software and hardware platform developed on the basis of single chip microcomputer system. It has all kinds of sensors connected with it to perceive the characteristics of the surrounding environment. This paper introduces the ultrasonic sensor and OLED screen which are installed on six legged robots， and then based on the Arduino technology， using the ultrasonic sensor design principle to realize the sonar ranging function of the six legged robot， and display the measured data on the OLED screen. Finally， several tests have been carried out to verify that the design is successful.Key words： Arduino； ultrasonic sensor； OLED screen； sonar ranging近年来在仿生机器人领域的研究愈发受到重视，主要原因是由于目前地球上大多数地形环境均是轮型或链型的交通工具所无法到达的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
仿生六足机器人教材 ———基于Arduino开发平台V1.0
目录 一、机器人的组装 ............................................................................................................................... 1 1.1. 组装工具 ............................................................................................................................... 1 1.2. 装配步骤 ............................................................................................................................... 1 二、系统概述 ..................................................................................................................................... 10 2.1. arduino介绍........................................................................................................................ 10 Arduino仿生六足机器人教材 2 2.2. Arduino驱动安装 .............................................................................................................. 13 2.3. Arduino IDE菜单介绍 ....................................................................................................... 20 三、实验操作 ..................................................................................................................................... 25 3.1 红外避障实验 ...................................................................................................................... 25 3.2 舵机实验 .............................................................................................................................. 27 四、使用说明 ..................................................................................................................................... 31 4.1.接线端口介绍 ....................................................................................................................... 31 4.2.操作说明 ............................................................................................................................... 32 Arduino仿生六足机器人教材
1 一、机器人的组装 1.1. 组装工具 工具：尖嘴钳、十字螺丝刀等。 1.2. 装配步骤
1) 首先是准备好机体
2) 在机体上装配4个M3X15mm的六棱铜柱，所用到4个M3X8mm的螺钉如下图所示：我这里为了方便能够清楚看到螺钉与铜柱的连接把它分开了。 Arduino仿生六足机器人教材
2 Arduino仿生六足机器人教材
3 3) 完成组装
4) 下一步就是装两个模拟舵机和付板，所用到八个螺钉，八个螺母如下图所示1是分解装配 Arduino仿生六足机器人教材
4 5) 完成装配
6) 这一步是两个十字舵盘的安装，这里用到两个M3X6mm的螺丝 Arduino仿生六足机器人教材
5 7) 完成组装
8) 组装M3X20mm、M3X25mm的六棱铜柱，这里中间部位是两个M3X20mm六棱铜柱，两侧是M3X25mm的六棱铜柱，用到M3X8mm的螺丝 Arduino仿生六足机器人教材
6 9) 完成组装
10) 中间脚的组装，M3X20螺丝、M3螺母、钢纸垫片 Arduino仿生六足机器人教材
7 11) 组装连接杆
12) 另一个连杆组装 Arduino仿生六足机器人教材
8 13) 两侧脚组装，这里用到M3X8螺丝、M3螺母、钢纸垫片
14) 固定完成 Arduino仿生六足机器人教材
9 15) 中间脚上部螺丝的固定，这里用到M3X8螺丝、钢纸垫片 Arduino仿生六足机器人教材
10 二、 系统概述 2.1. arduino介绍
要了解arduino就先要了解什么是单片机，arduino平台的基础就是AVR指令集的单片机。
1、什么是单片机？它与个人计算机有什么不同？ 一台能够工作的计算机要有这样几个部份构成：中央处理单元CPU（进行运算、控制）、随机存储器RAM（数据存储）、存储器ROM（程序存储）、输入/输出设备I/O（串行口、并行输出口等）。在个人计算机（PC）上这些部份被分成若干块芯片，安装在一个被称之为主板的印刷线路板上。而在单片机中，这些部份全部被做到一块集成电路芯片中了，所以就称为单片（单芯片）机，而且有一些单片机中除了上述部份外，还集成了其它部份如模拟量/数字量转换（A/D）和数字量/模拟量转换（D/A）等。
2、单片机有什么用？ 实际工作中并不是任何需要计算机的场合都要求计算机有很高的性能，一个控制电冰箱温度的计算机难道要用酷睿处理器吗？应用的关键是看是否够用，是否有很好的性能价格比。如果一台冰箱都需要用酷睿处理起来进行温度控制，那价格就是天价了。
单片机通常用于工业生产的控制、生活中与程序和控制有关（如：电子琴、冰箱、智能空调等）的场合。
下图就是一个Atmega328P-PU单片机，基于AVR指令集的8位处理器，频率20MHz，存储器空间32KB。 Arduino仿生六足机器人教材
11
3、什么是Arduino？ Arduino是一个能够用来感应和控制现实物理世界的一套工具。 它由一个基于单片机并且开放源码的硬件平台，和一套为Arduino板编写程序 的开发环境组成。 Arduino可以用来开发交互产品，比如它可以读取大量的开关和传感器信号，并且可以控制各式各样的电灯、电机和其他物理设备。Arduino项目可以是单独的，也可以在运行时和你电脑中运行的程序（例如：Flash，Processing，MaxMSP）进行通讯。Arduino板你可以选择自己去手动组装或是购买已经组装好的；Arduino开源的IDE可以免费下载得到。
Arduino的编程语言就像似在对一个类似于物理的计算平台进行相应的连线，它基于处理多媒体的编程环境。
4、为什么要使用Arduino？ 有很多的单片机和单片机平台都适合用做交互式系统的设计。例如：Parallax Basic Stamp， Netmedia’s BX-24，Phidgets，MIT’s Handyboard 和其它等等提供类似功能的。 所有这些工具，你都不需要去关心单片机编程繁琐的细节，提供给你的是一套容易使用的工具包。 Arduino同样也简化了同单片机工作的流程，但同其它系统相比Arduino在很多地方更具有优越性， 特别适合老师，学生和一些业余爱好者们使用： Arduino仿生六足机器人教材 12 便宜 － 和其它平台相比，Arduino板算是相当便宜了。最便宜的Arduino版本可以自己动手制作，即使是组装好的成品，其价格也不会超过200元。 跨平台 － Arduino IDE可以运行在Windows，Macintosh OSX，和Linux操作系统。大部分其它的单片机编译软件都只能运行在Windows上。 简易的编程环境 － 初学者很容易就能学会使用Arduino编程环境，同时它又能为高级用户提供足够多的高级应用。对于老师们来说，一般都能很方便的使用Processing 编程环境，所以如果学生学习过使用Processing 编程环境的话，那他们在使用Arduino开发环境的时候就会觉得很相似很熟悉。 软件开源并可扩展 － Arduino软件是开源的，对于有经验的程序员可以对其进行扩展。Arduino编程语言可以通过C++库进行扩展，如果有人想去了解技术上的细节，可以跳过Arduino语言而直接使用AVR C 编程语言（因为Arduino语言实际上是基于AVR C的）。类似的，如果你需要的话，你也可以直接往你的Arduino程序中添加AVR-C 代码。 硬件开源并可扩展 － Arduino板基于 Atmel 的ATMEGA8 和ATMEGA168/328 单片机。Arduino基于Creative Commons 许可协议，所以有经验的电路设计师能够根据需求设计自己的模块，可以对其扩展或改进。甚至是对于一些相对没有什么经验的用户，也可以通过制作试验板来理解Arduino是怎么工作的，省钱又省事。
数字端口0~13 6组PWM端口 TX、RX指示灯
USB 插孔
稳 压芯片
外部电源 供电插孔 模拟端口0~5
ICSP