机器谱

【R231】斜三角履带机械臂小车

作者：机器谱

图文展示3264(1)

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副标题

概述
WiFi遥控搬运

1. 运动功能说明

      231号样机是一款搭载了机械臂的三角形履带小车。它的底盘具备基本的行驶和原地转向功能，机械臂具备抬升、放下、抓取等功能。整体上可以实现抓取、搬运、码放等功能，可作为搬运机器人、排爆机器人等的模型使用。

2. 结构说明

    231号样机的底盘是一个023号样机，机械臂包含2个串联的关节模组和1个舵机夹爪模组。

概述

3. 运动功能实现

    本样机的运动功能相当于是把底盘、关节、夹爪的动作进行组合实现。

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：

主控板Basra（兼容Arduino Uno）
扩展板Bigfish2.1
电池7.4V锂电池


/*------------------------------------------------------------------------------------

  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 2022-9-14 https://www.robotway.com/

  ------------------------------

  实验功能： 小车前进→机械臂下落→夹爪闭合→机械臂抬起→小车后退→夹爪张开

  -----------------------------------------------------

  实验接线：

机械爪：D4

腕部（连接机械爪）舵机：D7

底部舵机：D11

左轮：D9，D10

右轮：D5，D6。                                     

------------------------------------------------------------------------------------*/

#include <Servo.h>


int SERVO_SPEED=20;                                        //定义舵机转动快慢的时间

int ACTION_DELAY=200;                                      //定义所有舵机每个状态时间间隔


Servo myServo[6];


int f = 50;                                                     //定义舵机每个状态间转动的次数，以此来确定每个舵机每次转动的角度

int servo_port[6] = {4,7,11,3,8,12};                            //定义舵机引脚

int servo_num = sizeof(servo_port) / sizeof(servo_port[0]);     //定义舵机数量

float value_init[6] = {125, 130, 160, 30, 60, 120};                //定义舵机初始角度


void setup() {

  Serial.begin(9600);

  pinMode(5, OUTPUT);

  pinMode(6, OUTPUT);

  pinMode(9, OUTPUT);

  pinMode(10, OUTPUT);

  for(int i=0;i<servo_num;i++){

    ServoGo(i,value_init[i]);

  }

}


void loop() {

  /*

  servo_move(90, 130, 15, 70, 10, 150);

  servo_move(90, 90, 90, 36, 110, 75);

  servo_move(90, 130, 140, 132, 44, 16);

  servo_move(90, 90, 90, 36, 110, 75);

  while(1){

    f = 20;

    SERVO_SPEED = 20;

    servo_move(120, 90, 90, 70, 10, 150);

    servo_move(90, 90, 90, 70, 10, 150);

  };

  */

  //实现了定点多角度抓取、放置的动作

  digitalWrite(5, HIGH);

  digitalWrite(6, LOW);

  digitalWrite(9, HIGH);

  digitalWrite(10, LOW);

  delay(1000);

  digitalWrite(5, LOW);

  digitalWrite(6, LOW);

  digitalWrite(9, LOW);

  digitalWrite(10, LOW);

  delay(1000);

  servo_move(125, 70, 70, 30, 60, 120);

  delay(500);

  servo_move(98, 70, 70, 30, 60, 120);

  delay(500);

  servo_move(98, 160, 160, 30, 60, 120);

  delay(500);

  digitalWrite(5, LOW);

  digitalWrite(6, HIGH);

  digitalWrite(9, LOW);

  digitalWrite(10, HIGH);

  delay(1000);

  digitalWrite(5, LOW);

  digitalWrite(6, LOW);

  digitalWrite(9, LOW);

  digitalWrite(10, LOW);

  delay(1000);

  servo_move(125, 160, 160, 30, 60, 120);

  delay(500);

  while(true);

}


void ServoStart(int which)

{

  if(!myServo[which].attached())myServo[which].attach(servo_port[which]);

  pinMode(servo_port[which], OUTPUT);

}




void ServoStop(int which)

{

  myServo[which].detach();

  digitalWrite(servo_port[which],LOW);

}


void ServoGo(int which , int where)

{

  if(where!=200)

  {

    if(where==201) ServoStop(which);

    else

    {

      ServoStart(which);

      myServo[which].write(where);

    }

  }

}


void servo_move(float value0, float value1, float value2, float value3, float value4, float value5)

{

 

  float value_arguments[] = {value0, value1, value2, value3, value4, value5};

  float value_delta[servo_num];

 

  for(int i=0;i<servo_num;i++)

  {

    value_delta[i] = (value_arguments[i] - value_init[i]) / f;


    /**************************串口查看输出*****************************/

//    Serial.print(value_init[i]);

//    Serial.print(" ");

//    Serial.print(value_arguments[i]);

//    Serial.print(" ");

//    Serial.println(value_delta[i]);

    /**************************串口查看输出*****************************/

  }

 

  for(int i=0;i<f;i++)

  {

    for(int k=0;k<servo_num;k++)

    {

      value_init[k] = value_delta[k] == 0 ? value_arguments[k] : value_init[k] + value_delta[k];


      /**************************串口查看输出*****************************/

//      Serial.print(value_init[k]);

//      Serial.print(" ");

    }

//    Serial.println();

      /**************************串口查看输出*****************************/

   

    for(int j=0;j<servo_num;j++)

    {

      ServoGo(j,value_init[j]);

    }

    delay(SERVO_SPEED);

  }

  delay(ACTION_DELAY);

 

  /**************************串口查看输出*****************************/

//   for(int i=0;i<6;i++)

//   {

//    Serial.println(value_init[i]);

//   }

  /**************************串口查看输出*****************************/

 

}

3.2 编写程序

编程环境：Arduino 1.8.19

编写并烧录以下代码（Servo_Sync_Se.ino）：

4. 扩展样机

    可以通过更换底盘、增加机械臂数量、改变机械臂安装位置、增加或减少机械臂的关节数量来对样机进行扩展。

5. 资料清单

序号

内容
1

231号样机3D文件

2
231号样机例程源代码


文件下载
【整体打包】-【231】斜三角履带机械臂小车-概述-资料附件.zip
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WiFi遥控搬运

1. 功能描述

    本文提供的示例所实现的功能为：用手机APP，通过WiFi通信遥控231b样机实现移动和搬运。

2. 电子硬件

    在这个示例中，我们采用了以下硬件，请大家参考：

主控板Basra（兼容Arduino Uno）
扩展板Bigfish2.1
电池7.4V锂电池
通信WiFi无线路由器

2510通信转接板


/*********************************************************************

  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 2022-9-28 https://www.robotway.com/

************************* wifi protocol ****************************

* ff 00 xx 00 ff Controlled robot motion,xx :00 ~ 04

xx: 00:Stop

01:Forward

02:Backword

03:Left

04:Right

* ff 02 01 xx ff

left speed slider, adjust speed, xx : 0 ~ 10

* ff 02 02 xx ff

right speed slider, operate panel, xx : 0 ~ 10


参考:WIFI机器人网·机器人创意工作室上位机与下位机通信协议(V1.1版)

http://www.wifi-robots.com/thread-7051-1-1.html


*************************** main process *****************************

__________________________

|                          \

start - wait mode - infrared start - automode 60s

\   \                       |

\ ------------------ wifi mode - wait 10s

\____________________________________|

*************************** servo motor ******************************


            引脚   角度

机械手爪     D3    打开:90 夹取:60

机械手臂     D4    抬起:90 放下:60


注：上述舵机角度为本套程序使用的，可根据需求修改。 ********************************************************************/


#include <Servo.h>


Servo servoX;

Servo servoY;


bool dataComplete;

bool isPanelOpen;

bool isPanelDown;


int ServoMotorOpenD3 = 90; //舵机角度

int ServoMotorCloseD3 = 60;

int ServoMotorUpD4 = 90;

int ServoMotorDownD4 = 60;


int moveDirection; // 1-forward, 2-backward, 3-left, 4-right, 5-stop


int inputData[4]; //data from wifi


int GripperDireciton; // 0 - close, 10 - open

int DownDireciton; // 0 - Down, 10 - Up


void setup()

{

Serial.begin(9600);


servoX.attach(3);

servoY.attach(4);


isPanelOpen = false;

isPanelDown = false;


GripperDireciton = 10;

DownDireciton = 10;

}


void loop()

{

WiFi_Rescue_Robot();

}


void WiFi_Rescue_Robot()

{

WifiControl();

Move(moveDirection);

}


void WifiControl()

{

//control by wifi

if (dataComplete) //接收完 WiFi 数据后

{

//operate wheel

if(inputData[0] == 0x00)

{

if(inputData[1] != moveDirection)

{

moveDirection = inputData[1];

}

}

//speed slider

else if(inputData[0] == 0x02)

{

//adjust speed

if(inputData[1] == 0x01)

{

if(inputData[2] != DownDireciton)

{

DownDireciton = inputData[2];

if(DownDireciton == 0 && !isPanelDown)

{

servoY.write(ServoMotorDownD4);

isPanelDown = true;

}

else if(DownDireciton == 10 && isPanelDown)

{

servoY.write(ServoMotorUpD4);

isPanelDown = false;

}

}

}

//operate panel

else if(inputData[1] == 0x02)

{

if(inputData[2] != GripperDireciton)

{

GripperDireciton = inputData[2];

if(GripperDireciton == 0 && !isPanelOpen)

{

servoX.write(ServoMotorCloseD3);

isPanelOpen = true;

}

else if(GripperDireciton == 10 && isPanelOpen)

{

servoX.write(ServoMotorOpenD3);

isPanelOpen = false;

}

}

}

}

}

}


void serialEvent()

{

static int i;

static boolean revStart;

while (Serial.available())

{

//get data from wifi

int inData = Serial.read();

if (inData == 0xff && !revStart)

{

             revStart = true;

}

else if(revStart)

{

inputData[i] = inData;

i++;

if(i > 3)

{

if(inputData[3] == 0xff)

{

dataComplete = true;

i = 0;

revStart = false;

}

else

{

i = 0;

revStart = false;

}

}

}

}

}


void Move(int direction)

{

switch (direction)

{

case 0x01:MoveForward();break;

case 0x02:MoveBackward();break;

case 0x03:MoveLeft();break;

case 0x04:MoveRight();break;

case 0x05:MoveStop();break;

default:MoveStop();break;

}

}


void MoveForward()

{

//motor_0 clockwise

digitalWrite(5, LOW);

digitalWrite(6, HIGH);

//motor_1 clockwise

digitalWrite(9, LOW);

digitalWrite(10, HIGH);

}


void MoveBackward()

{

//motor_0 clockwise

digitalWrite(5, HIGH);

digitalWrite(6, LOW);

//motor_1 clockwise

digitalWrite(9, HIGH);

digitalWrite(10, LOW);

}


void MoveRight()

{

//motor_0 clockwise

digitalWrite(5, HIGH);

digitalWrite(6, LOW);

//motor_1 clockwise

digitalWrite(9, LOW);

digitalWrite(10, HIGH);

}


void MoveLeft()

{

//motor_0 clockwise

digitalWrite(5, LOW);

digitalWrite(6, HIGH);

//motor_1 clockwise

digitalWrite(9, HIGH);

digitalWrite(10, LOW);

}


void MoveStop()

{

//motor_0 clockwise

digitalWrite(5, HIGH);

digitalWrite(6, HIGH);

//motor_1 clockwise

digitalWrite(9, HIGH);

digitalWrite(10, HIGH);

}

本部分及后面的APP设置内容，可与【U011】如何使用探索者通信模块-WiFi无线路由器一文对照阅读

为203号样机安装WiFi无线路由器和摄像头。

硬件连接步骤：

（1）在2510通信转接板的4针接口上，按如图方式插上3根杜邦线。

（2）杜邦线的另一端插接在WiFi模块的串口针上。

（3）连接USB线。

（4）将整套装置固定在样机上（注意：图中贴有黄色便条的MEGA2560主控板部分与本文所述功能无关，请忽略）。

3. 示例程序

编程环境：Arduino 1.8.19

手机APP的键值按上述规则进行配置，然后单片机接收到不同的信息，对应执行不同的动作。

例程代码（Rescue_Robot_Clear.ino）如下：

4. 安卓手机APP设置及操作

（1）安装WIFIRobot.apk到安卓手机内。

（2）打开主控板的开关启动设备，并使用手机连接GL-AR150-xxx（xxx为随机数字与字母）密码：goodlife

（3）打开“WIFIROBOTS”APP。

（4）选择设置（以V1.06版界面为例，你也可以安装其他版本，设置方法相同）

（5）按照下图所示进行参数配置，点击确定

（6）点击前后左右可以控制救援机器人运动，如下图。

（7）点击速度调整可以打开调整面板，如下图。

（8）滑动写有左侧速度的控件，将其调整为0，可以控制清障手臂向下运动，如下图。

（9）将左侧速度的控件，调整为10，可以控制清障手臂向上运动，如下图。

（10）将右侧速度的控件，调整为0，可以控制清障手臂夹取障碍物，如下图。

（11）将右侧速度的控件，调整为10，可以控制清障手臂松开障碍物，如下图。

5. 资料清单

序号

内容
1

231号样机-WiFi遥控搬运-例程

2WiFi无线路由器-安卓APK文件


文件下载
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