带机械臂的四轮足复合式机器人+CAD图纸(5)
F=20kg*9.8=196N
Tmax=196/4*100mm=4.9N.m
T*n 安全系数=4.9*1.5=7.35N.m
选择SONXUN松迅SXSV50-80 如图4.3
参数：堵转扭矩 80kg.cm 转速 80r/min
4.32 关节电机
人们往往关心的是机器人的末端位置和姿态，而舵机有非常好的位置可控性，它带有精密的减速器，具有其他同等尺寸的电机无可比拟的输出力矩，因此我们选择舵机作为关节驱动器。在作业时，其中第1 关节的舵机需要提供的力矩最大，因此我们对这一关节进行计算。
机械腿各杆件处于水平时候对第一关节产生最大的力矩，计算方法是等效
的方式，其余杆件质量集中到机械臂的中点计算：
（1）第一关节
Mmax=20*9.8/4*0.38=18.62N.m
选择SONXUN松迅SXSV50-5 如图4.3
参数：堵转扭矩 180kg.cm 转速 5r/min
（3) 第二关节
Mmax=0.18*9.8/4*20=8.82N.m
选择SONXUN松迅SXSV50-80 如图4.3
参数：堵转扭矩 80kg.cm 转速 80r/min
6 轮足机器人底盘框架设计
如图6.1所示，机器人底盘的设计考虑到机器人转向机构设计，机器腿连接件设计以及车体框架设计，底盘要尽可能的满足各种部件在此的安装，以及对整体机器人的承载，本设计采用10mm厚的铝合金作为材料。
图 6.1
如图 6.2 车体框架可以说是车体的核心部分，为了满足各个部分的连接需要，所以对采取上下两层，回字型车体。
下层为机械臂旋转电机进行定位，上层通过一个大孔，可塞入旋转盘对机械臂的上半部分进行定位。而侧面侧与L型连接件的侧面相对，可连接机械腿。
图 6.2
7 轮足机器人控制系统设计
7.1 控制器
PIC16F877特性：PIC16F877是由Microchip公司所生产开发的新产品，属于PICmicro系列单片微机，具有Flash program程序内存功能，可以重复烧录程序，适合教学、开发新产品等用途；而其内建ICD(In Circuit Debug)功能，可以让使用者直接在单片机电路或产品上，进行如暂停微处理器执行、观看缓存器内容等，让使用者能快速地进行程序除错与开发。
如图7.1为PIC16F877的40根接脚图，PDIP是指一般最常见的DIP(Dual In Line Package)包装，而PIC单片机也有PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)与QFP(Quad Flat Package)两种形式的包装，依照不同的需求，寻找不同的包装形式。如图所示，每根接脚都有其特定功能，例如Pin11与Pin32(VDD)为正电源接脚，Pin12与Pin31(VSS)为地线接脚；而有些接脚有两种甚至三种以上功能，例如Pin2(RA0/AN0)代表PORTA的第一支接脚，在系统重置(Reset)后，可自动成为模拟输入接脚，接收模拟讯号，也可经由程序规划为数字输出输入接脚。
图7.17.2 传感器
轮式移动机构定位时选用了下列传感器：
(1) 限位传感器
基于对移动机器人的转向机构复位及限制极限位置的考虑，在每个转向机构上安装三个光电开关，用于感知转向轴的 3 个位置：0 度和±90 度位置。由于光电位置传感器具有非接触触发和信号转换频率高等优点，我们采用槽形光电开关来检测位置信息。
(2) 超声传感器
本文采用超声传感器定位，它不仅具有定位功能还可以用来避障，工作站停靠，无需采用多种类的传感器融合技术；而且超声传感器不受光照、烟雾等影响，成本低，使用方便。因此，在本文中选用了我们选用波束角为 45 度，具有高敏感、高效率与低损耗的特点的 ST/R40-16 型超声传感器。
7.3 舵机控制
舵机是一种位置伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。其工作原理是：控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，如图5.2.1所示产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。