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相信變形金剛、鋼鐵俠是很多少年時(shí)候不可或缺的夢(mèng)，都希望有一臺(tái)屬于自己的“大黃蜂”。雖然現(xiàn)在離能達(dá)到與電影中一樣的機(jī)器人這個(gè)夢(mèng)還很遙遠(yuǎn)，但機(jī)器人的制造、應(yīng)用也必將在未來(lái)由人類所掌握。機(jī)器人學(xué)集成了力學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)等等很多前言學(xué)科。說(shuō)實(shí)話我也不懂，不懂這些高深的理論是不是就與機(jī)器人無(wú)緣了呢。并不是！ 我覺得機(jī)器人應(yīng)該具備的第一功能應(yīng)該是步行（好像日本一個(gè)機(jī)器人專家也說(shuō)過(guò)），但是真正的做一個(gè)很強(qiáng)大的機(jī)器人，所花費(fèi)的成本遠(yuǎn)超普通人業(yè)余愛好的承受。本項(xiàng)目就是從 低成本、零基礎(chǔ)制作一個(gè)可以行走的雙足機(jī)器人。由于步行是基礎(chǔ)，那我們就先完成步態(tài)的行走就行。只有完成了初步行走功能，建立了對(duì)于機(jī)器人的初步認(rèn)識(shí)，才能明白自己的機(jī)器人之路后續(xù)往什么方向發(fā)展。 廢話不多說(shuō)。

本項(xiàng)目采用的是AB32VG1控制板，該電路板非常適合雙足機(jī)器人的開發(fā)，其主頻 120M ，RAM 192K, Flash 4Mbit基本可以滿足后續(xù)程序的存儲(chǔ)， IIC用于控制PWM輸出模塊，藍(lán)牙與紅外通信滿足短距離機(jī)器人與上位機(jī)的通信以及多個(gè)機(jī)器人間的通信，語(yǔ)音接口可以滿足機(jī)器人聲音輸出需要。TF卡可以存儲(chǔ)地圖數(shù)據(jù)等。總之該電路板在未來(lái)可以滿足簡(jiǎn)易的雙足機(jī)器人開發(fā)。

本項(xiàng)目是低成本實(shí)現(xiàn)雙足行走功能，所有僅實(shí)現(xiàn)了使用手機(jī)通過(guò)紅外控制雙足機(jī)器人前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等功能。

硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。手機(jī)發(fā)送命令信號(hào)至控制板，控制板通過(guò)IRA進(jìn)行接收，并處理。通過(guò)I2C控制PWM模塊，進(jìn)而分別控制6個(gè)舵機(jī)。PCA9685模塊是使用I2C總線可以控制16路舵機(jī)模塊，在后續(xù)舵機(jī)控制中也會(huì)更方便。舵機(jī)采用的是MG995，金屬齒輪，滿足。

低成本零門檻的話硬件就不能復(fù)雜了，需要的材料如下：AB32控制板 *1 、PCA9685模塊 *1 、4.8V5600mAh的電池組*1（采用該電壓電池組，不需要電平轉(zhuǎn)換）。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用的舵機(jī)越多，自由度越高，可以控制的靈活性就越高，但是成本就會(huì)越高，要形成最簡(jiǎn)單的雙足行走功能，我認(rèn)為需要6個(gè)舵機(jī)。分別是踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)。先上個(gè)裝好之后的側(cè)照?qǐng)D如下圖。

當(dāng)然組裝的方式很多，我這樣裝的好處有下面幾點(diǎn)。1、腳采用大片，這樣使得重心比較好找；2、左右踝關(guān)節(jié)的角度倍數(shù)正好是2倍，簡(jiǎn)單的說(shuō)，現(xiàn)在身體向左偏移，給左踝關(guān)節(jié)的舵機(jī)發(fā)送偏移10度，相應(yīng)的給右踝關(guān)節(jié)的舵機(jī)發(fā)送偏移20度，兩條腿正好平行移動(dòng)。3、膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)這樣組裝，角度正好是1：1，這樣就極大的簡(jiǎn)化了編程。膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)在相同的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)只需要發(fā)送同樣的角度數(shù)值即可。再上幾個(gè)組裝的細(xì)節(jié)圖。

詳細(xì)的配件我后期會(huì)在gitee平臺(tái)整理公布。

不得不說(shuō)RTT現(xiàn)在做的越來(lái)越強(qiáng)大了，基本上不用太多的自己編程，想要什么功能，直接添加軟件包，就可以用了，我使用的是pca9685軟件包，我看了一下作者是greedyhao在2019年就分享的。使用的紅外組件軟件包也是，又是本次大賽的AB32官方的技術(shù)大牛。

本項(xiàng)目?jī)H新建了的兩個(gè)線程：

1、是紅外接收處理線程。接收調(diào)試、動(dòng)作的命令，發(fā)送命令到運(yùn)行控制線程。

2、是舵機(jī)運(yùn)動(dòng)控制線程，根據(jù)命令進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。

其他新建的函數(shù)主要是進(jìn)行步態(tài)控制。下面簡(jiǎn)單的描述一下的函數(shù)功能；

void robot_left_tilt(rt_uint8_t left_angle,rt_uint8_t range,rt_uint16_t speed)

//功能：向左傾斜

//形參：left_angle傾斜的角度（本項(xiàng)目中簡(jiǎn)化成了PWM的高電平）

//形參：range舵機(jī)單次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度（換算后）

//形參：speed是單次轉(zhuǎn)動(dòng)后的穩(wěn)定時(shí)間

void robot_left_tilt_attention(rt_uint8_t range,rt_uint16_t speed)

//功能：左傾斜恢復(fù)直立

//形參：range舵機(jī)單次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度（換算后）

//形參：speed是單次轉(zhuǎn)動(dòng)后的穩(wěn)定時(shí)間

void robot_right_tilt(rt_uint8_t right_angle,rt_uint8_t range,rt_uint16_t speed)

//功能：向右傾斜

void robot_right_tilt_attention(rt_uint8_t range,rt_uint16_t speed)

//功能：右傾斜恢復(fù)直立

void  robot_right_forward(rt_uint8_t forward_angle,rt_uint8_t range,rt_uint16_t speed)

//功能：右腳向前一步

void  robot_right_forward_attention(rt_uint8_t range,rt_uint16_t speed)

//功能：右腳向前一步后恢復(fù)直立

void  robot_left_forward(rt_uint8_t forward_angle,rt_uint8_t range,rt_uint16_t speed)

//功能：左腳向前一步

void  robot_left_forward_attention(rt_uint8_t range,rt_uint16_t speed)

//功能：左腳向前一步后恢復(fù)直立

void go_right_step(rt_uint8_t angle,rt_uint8_t range,rt_uint16_t speed)

//功能：向右腳邁一步

void go_left_step(rt_uint8_t angle,rt_uint8_t range,rt_uint16_t speed)

//功能：向左腳邁一步

void go_left(rt_uint8_t angle,rt_uint8_t range,rt_uint16_t speed)

//功能：向左轉(zhuǎn)

void go_right(rt_uint8_t angle,rt_uint8_t range,rt_uint16_t speed)

//功能：向右轉(zhuǎn)

具體代碼詳見：https://gitee.com/yanan7310/biped-robot

本項(xiàng)目代碼中沒(méi)有使用復(fù)雜的計(jì)算。

動(dòng)起來(lái)之后就可以增加手部、頭部的設(shè)計(jì)等。傳感器就可以增加陀螺儀、視覺采集，ZMP軌跡等等方式，想多深就有多深。

前進(jìn)

完整視頻：https://www.bilibili.com/video/BV1wL411E7Q2/

左轉(zhuǎn)

完整視頻：https://www.bilibili.com/video/BV1oM4y1w7Qa/

右轉(zhuǎn)

完整視頻：https://www.bilibili.com/video/BV1ZS4y1X7vw/