5. Cấu trúc của luận văn
3.2.2. Thuật toán điều khiển di chuyển robot nhện
Để làm cho robot di chuyển, chúng ta phải phối hợp điều khiển nhiều chân cùng một lúc và phải qua một chuỗi các bƣớc đồng bộ với nhau. Sơ đồ 6 chân gắn vào thân robot đƣợc thể hiện trong hình sau:
Hình 3. 8. Hình vẽ mô tả robot nhện
Một yêu cầu cơ bản để robot có thể đứng đƣợc là phải có ít nhất 3 chân gồm (1 hoặc 2) chân (trong số các chân 0, 1, 2) và (2 hoặc 1) chân (trong số các chân 3, 4, 5) tiếp xúc địa hình.
Từ đó ta xác định đƣợc chuỗi các hoạt động để robot thực hiện một số động tác cơ bản nhƣ sau:
3.2.2.1. Động tác Đứng tại vị trí cơ bản
Với mối khớp của robot, ta sử dụng động cơ servo có thể quay đƣợc góc
từ 00 -1800, nên khi chế tạo robot ta phải chú ý xác định vị trí ban đầu robot ứng
với vị trí của mỗi động cơ servo là góc 900.
Chân 2 Chân 1 Chân 3 Chân 4 Chân 5 Chân 6 Tiến Lùi Khớp 1 Khớp 2 Khớp 3
Lƣu đồ thuật toán cho động tác Đứng tại vị trí cơ bản:
Hình 3. 9. Lƣu đồ thuật toán động tác Đứng tại vị trí cơ bản
Trong đó: n là chỉ số chân của robot, m là chỉ số khớp trên mỗi chân robot.
3.2.2.2. Động tác Tiến, Lùi
Từ vị trí đứng cơ bản, để thực hiện động tác Tiến robot thực hiện chuỗi các hoạt động sau:
- B1: Nâng các chân 1, 3 và 5 của robot bằng việc quay khớp số 2 của mỗi chân, lúc này robot đƣợc định vị bằng các chân 2, 4 và 6;
- B2: Quay các chân 1, 3 và 5 của robot bằng việc quay khớp số 1 của mỗi chân để đƣa các chân này tiến về phía trƣớc; Đồng thời quay các chân 2, 4 và 6 của robot bằng việc quay khớp số 1 của mỗi chân theo chiều ngƣơc lại để đƣa thân robot tiến về phía trƣớc;
- B3: Hạ các chân 1, 3 và 5 của robot bằng việc quay khớp số 2 của mỗi chân theo chiều ngƣợc lại B1, sau lúc này robot đƣợc định vị bằng cả 6 chân;
Bắt đầu
Yêu cầu đứng tại vị trí cơ bản
n=1
Điều khiển động cơ
[n,m] góc 90o m=m+1 Kết thúc 0 1 n<=6 1 m=1 m<=3 1 0 n=n+1 0
- B4: Nâng các chân 2, 4 và 6 của robot bằng việc quay khớp số 2 của mỗi chân, lúc này robot đƣợc định vị bằng các chân 1, 3 và 5;
- B5: Quay các chân 2, 4 và 6 của robot bằng việc quay khớp số 1 của mỗi chân để đƣa các chân này tiến về phía trƣớc; Đồng thời quay các chân 1, 3 và 5 của robot bằng việc quay khớp số 1 của mỗi chân theo chiều ngƣơc lại để đƣa thân robot tiến về phía trƣớc;
- B6: Hạ các chân 2, 4 và 6 của robot bằng việc quay khớp số 2 của mỗi chân theo chiều ngƣợc lại B4, sau lúc này robot đƣợc định vị bằng cả 6 chân;
Lặp lại các bƣớc từ B1 đến B6 để tiếp tục cho robot Tiến về phía trƣớc. Tƣơng tự cho động tác Lùi về phía sau.
Lƣu đồ thuật toán cho động tác Tiến:
Hình 3. 10. Lƣu đồ thuật toán động tác Tiến
Bắt đầu
Yêu cầu Tiến
Điều khiển động cơ [1,2, 3,2] , [5,2] góc 70o
Kết thúc
0
1
Điều khiển động cơ [1,1, 3,1] , [5,1] góc 70o
Điều khiển động cơ [2,1, 4,1] , [6,1] góc 110o
Điều khiển động cơ [1,2, 3,2] , [5,2] góc 90o
Điều khiển động cơ [1,1, 3,1] , [5,1] góc 110o
Điều khiển động cơ [2,1, 4,1] , [6,1] góc 70o
Điều khiển động cơ [2,2, 4,2] , [6,2] góc 70o
3.2.2.3. Động tác Quay Trái, Quay Phải
Từ vị trí đứng cơ bản, để thực hiện động tác Quay Trái robot thực hiện chuỗi các hoạt động sau:
- B1: Nâng các chân 1, 3 và 5 của robot bằng việc quay khớp số 2 của mỗi chân, lúc này robot đƣợc định vị bằng các chân 2, 4 và 6;
- B2: Quay các chân 1, 3 và 5 của robot bằng việc quay khớp số 1 của mỗi chân để đƣa các chân này quay sang trái; Đồng thời quay các chân 2, 4 và 6 của robot bằng việc quay khớp số 1 của mỗi chân theo chiều ngƣơc lại để đƣa thân robot quay sang trái;
- B3: Hạ các chân 1, 3 và 5 của robot bằng việc quay khớp số 2 của mỗi chân theo chiều ngƣợc lại B1, sau lúc này robot đƣợc định vị bằng cả 6 chân;
- B4: Nâng các chân 2, 4 và 6 của robot bằng việc quay khớp số 2 của mỗi chân, lúc này robot đƣợc định vị bằng các chân 1, 3 và 5;
- B5: Quay các chân 2, 4 và 6 của robot bằng việc quay khớp số 1 của mỗi chân để đƣa các chân này quay sang trái; Đồng thời quay các chân 1, 3 và 5 của robot bằng việc quay khớp số 1 của mỗi chân theo chiều ngƣơc lại để đƣa thân robot quay sang trái;
- B6: Hạ các chân 2, 4 và 6 của robot bằng việc quay khớp số 2 của mỗi chân theo chiều ngƣợc lại B4, sau lúc này robot đƣợc định vị bằng cả 6 chân;
Lặp lại các bƣớc từ B1 đến B6 để tiếp tục cho robot Quay sang trái. Tƣơng tự cho động tác Quay sang phải.
Lƣu đồ thuật toán cho động tác Quay trái:
Hình 3. 11. Lƣu đồ thuật toán động tác Quay trái
3.2.2.4. Động tác đi ngang sang phải, đi ngang sang trái
Từ vị trí đứng cơ bản, để thực hiện động tác đi ngang sang phải robot thực hiện chuỗi các hoạt động sau:
- B1: Nâng các chân 1, 3 và 5 của robot bằng việc quay khớp số 2 của mỗi chân, lúc này robot đƣợc định vị bằng các chân 2, 4 và 6;
- B2: Duỗi chân 1, 3 và co chân 5 của robot bằng việc quay khớp số 3 của mỗi chân để đƣa các chân này theo hƣớng sang phải; Đồng thời co các chân 2 và duỗi chân 4, 6 của robot bằng việc quay khớp số 3 của mỗi chân để đƣa thân robot di chuyển theo hƣớng sang phải;
- B3: Hạ các chân 1, 3 và 5 của robot bằng việc quay khớp số 2 của mỗi chân theo chiều ngƣợc lại B1, sau lúc này robot đƣợc định vị bằng cả 6 chân;
Bắt đầu
Yêu cầu Quay trái
Điều khiển động cơ [1,2, 3,2] , [5,2] góc 70o
Kết thúc
0
1
Điều khiển động cơ [1,1, 3,1] , [5,1] góc 70o
Điều khiển động cơ [2,1, 4,1] , [6,1] góc 70o
Điều khiển động cơ [1,2, 3,2] , [5,2] góc 90o
Điều khiển động cơ [1,1, 3,1] , [5,1] góc 110o
Điều khiển động cơ [2,1, 4,1] , [6,1] góc 110o
Điều khiển động cơ [2,2, 4,2] , [6,2] góc 70o
- B4: Nâng các chân 2, 4 và 6 của robot bằng việc quay khớp số 2 của mỗi chân, lúc này robot đƣợc định vị bằng các chân 1, 3 và 5;
- B5: Co chân 1, 3 và duỗi chân 5 của robot bằng việc quay khớp số 3 của mỗi chân để đƣa các chân này theo hƣớng sang phải; Đồng thời duỗi các chân 2 và co chân 4, 6 của robot bằng việc quay khớp số 3 của mỗi chân để đƣa thân robot di chuyển theo hƣớng sang phải;
- B6: Hạ các chân 2, 4 và 6 của robot bằng việc quay khớp số 2 của mỗi chân theo chiều ngƣợc lại B4, sau lúc này robot đƣợc định vị bằng cả 6 chân;
Lặp lại các bƣớc từ B1 đến B6 để tiếp tục cho robot di chuyển ngang sang phải.
Tƣơng tự cho động tác đi ngang sang trái.
Lƣu đồ thuật toán cho động tác di chuyển ngang sang phải:
Hình 3. 12. Lƣu đồ thuật toán động tác di chuyển sang sang phải
Bắt đầu Yêu cầu sang Phải
Điều khiển động cơ [1,2, 3,2] , [5,2] góc 70o
Kết thúc
0 1
Điều khiển động cơ [1,3, 3,3, 4,3] , [6,3] góc 110o
Điều khiển động cơ [5,3, 2,3] góc 70o
Điều khiển động cơ [1,2, 3,2] , [5,2] góc 90o
Điều khiển động cơ [1,3, 3,3, 4,3] , [6,3] góc 70o
Điều khiển động cơ [5,3, 2,3] góc 110o
Điều khiển động cơ [2,2, 4,2] , [6,2] góc 70o
3.2.2.5. Phối hợp các động tác
Khi phối hợp các động tác cơ bản trên lại với nhau, ta có thể điều khiển để robot thực hiện di chuyển theo yêu cầu của quỹ đạo.
Ngoài ra, bằng việc quay các khớp ở mỗi chân của robot, ta có thể điều khiển cho robot thực hiện các động tác phức tạp khác.