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如何制作一个随墙机器人

2015年12月01日通过特拉维斯Fagerness

这是关于制造机器人的系列文章的最后一部分，机器人可以沿着线或墙走并避开障碍物!

让你的机器人沿着墙走!

如何制作机器人:

第1部分:设计和原理图

第2部分:PCB设计

第3部分:测试硬件

第4部分:行追随者

第5部分:避免障碍

概述

这是关于我制造能做各种事情的机器人的经验的系列文章的第6部分。我想，如果能创造出一个只用一个烙铁就能轻松组装起来的机器人，那就太棒了。我对我的机器人做了以下要求:

许多套件都很贵，所以它一定相对便宜。
它必须易于组装，不需要特殊设备。
它必须易于编程，无需复杂的IDE或程序员。
它必须足够强大，具有可扩展性。
用简单的电源就可以了。
它应该能够沿着一条线或一堵墙，并避开障碍物。

在本文中，我将讨论如何对机器人进行编程，使其能够沿着墙走。

后壁

为了顺着墙走，你至少需要两个传感器(2比特信息)来处理机器人可能会遇到的四种情况。一个传感器必须在机器人的前面，第二个可以在机器人的左边或右边。你使用的传感器越多，你掌握的信息就越多，这样你就能更好地判断发生了什么。在这个例子中，我只使用了两个。机器人找不到墙，所以你必须把机器人放在墙旁边。如果你把它放在房间中间，它就会转个圈。

真值表

前面的传感器	正确的传感器	情况	行动
从	从	机器人正驶离墙壁。	回到墙边，向右转。
在	从	机器人离墙较远，但朝着墙或障碍物前进。	向左转，向后与墙平行。
从	在	机器人沿着墙走。	开车前进。
在	在	机器人在角落里。	转左。

为了工作，我必须添加代码，以硬左转。左急意味着我只转动右方向盘，所以机器人基本上原地转动，而不是一边转动一边继续前进。我不能像的追随者因为你不知道机器人离墙有多近。这是我选择的传感器的一个局限性，因为传感器根据表面的不同反射不同。此外，由于无法根据传感器来判断距离，因此逻辑设置为二进制。如果你知道距离，你可以添加额外的逻辑来根据距离改变速度，让机器人在房间里走得更快。实际上，我无法让传感器反射黑色表面，所以在视频中，你会看到我不得不在洗碗机前放置白色表面。基于音频的传感器就不会有这个问题。

编程

下面的草图执行逻辑:

启动机器人驾驶员，等待5秒。这样你就有时间在机器人开始移动之前把它放在墙边。
读取传感器
使用if语句实现上面的真值表。
每个语句执行与传感器配置相关联的操作。
我让机器人比正常情况下更快地右转，这样机器人转弯时可以更急转弯。大多数墙角都是90度，所以快速转弯是有道理的。

robot_wall_follower

#include "robot.h" void setup() {Serial.begin(38400);以“引导”);rbt_init ();延迟(5000);rbt_move(前轮驱动,100);} uint16_t lleft、lmid lright;布尔wleft wmid,怀特;uint16_t avoid_count = 0;Void loop() {rbt_sns(&lleft，&lmid，&lright，&wleft，&wmid，&wright);/*if the wall is sensing, go forward * the wall is sensing if the right sensor is on but the mid * sensor is off. /*if the wall is sensing, if the right sensor is on but the mid * sensor is off。 */ if(wright && !wmid) { rbt_move(FWD,100); } /*likely going towards the wall * not sure how close so turn as fast * as we can */ if(wright && wmid) { rbt_move(HARD_LEFT,100); } /*going away from the wall * slowly turn back towards the wall */ if(!wright && !wmid) { rbt_move(RIGHT,130); } /*likely at a corner or coming in at an angle to the wall*/ if(!wright && wmid) { rbt_move(HARD_LEFT,100); } }

对hard left to robot.h和robot的更改。

robot.h

将HARD_LEFT添加到枚举中以确定方向。

/*机器人接口*/ typedef enum{LEFT, RIGHT, FWD, REV, BRAKE, HARD_LEFT，}direction_t;

robot.ino

在rbt_move()中为HARD_LEFT添加一个case。

案例HARD_LEFT: digitalWrite (BPHASE MOTOR_FWD);digitalWrite (APHASE MOTOR_FWD);analogWrite(为、速度);analogWrite (BEN, 0);打破;

厨房里的墙:

结论

在本文中，我展示了如何使用接近传感器来跟踪墙壁，以便在房间中导航。关于制造机器人的系列文章到此结束!该机器人能够自主地沿着一条线、一堵墙并避开障碍物。你能把它们组合成一个机器人来完成所有的工作吗?你也可以通过添加一个BLE模块来控制机器人，并从你的手机控制它!

robot_wall_follower.zip