仿生蜘蛛機(jī)器人的設(shè)計與實現(xiàn)

2．2 啟動模式
2．2．1 睡眠模式
當(dāng)機(jī)器人電源開關(guān)開啟，進(jìn)行初始化之后，蜘蛛機(jī)器人進(jìn)入睡眠狀態(tài)。設(shè)計對睡眠模式的定義為：令機(jī)器人處于一個靜止姿勢，不做任何行為，等待被啟動。這里設(shè)定一個無限循環(huán)，當(dāng)判斷收到喚醒命令時，跳出循環(huán)，開啟定時器，執(zhí)行正常行為舉止后，通過定時器的超時機(jī)制，回到睡眠模式。定時器時間值的量化級為：輸入的值每0．125 s減1，即當(dāng)定時器設(shè)置為8，便是1 s，具體實現(xiàn)中設(shè)置定時器為240，即30 s的正常行為活動后回到睡眠模式。
2．2．2 聲音啟動
在睡眠狀態(tài)中，采用兩種不同的方式：無線遙控模式和聲音啟動模式。對于聲音啟動模式，設(shè)定一個閾值，若采集的數(shù)據(jù)超過閾值時，則開始正常行為活動。閾值的選擇根據(jù)傳感器AX-S1對聲音自定義的一個數(shù)量級，當(dāng)周圍沒有聲音輸出約為128的數(shù)值，聲音越大數(shù)值越接近255，聲音大小每秒輸入約為3 800次。當(dāng)檢測到像掌聲一樣一定大小以上的聲音時計一次數(shù)，為避免把一次擊掌誤認(rèn)為多次，在一次計數(shù)后，采用延時方式，約為80μs后繼續(xù)計數(shù)。
2．3 生物行為
正常行為舉止：蜘蛛機(jī)器人的生物行為即自行通過傳感器采集數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，然后進(jìn)行處理的一個仿生過程。設(shè)計過程將該生物行為定義為正常行為舉止，即正常模式。該模式下，主要研究的是蜘蛛機(jī)器人對障礙物的判斷，通過AX-S1采集到的distance_u和distance _f兩個參數(shù)進(jìn)行分析。當(dāng)上方障礙物所測距離distance_u≤20時，即認(rèn)為感應(yīng)到上方有障礙物，蜘蛛則產(chǎn)生坐下的動作。當(dāng)前方障礙物所測距離distance_f≤100時，再次檢測一下距離是否distance_f≤20，如果20，則退后，向左轉(zhuǎn)，回到正常模式；如果>20，則采取攻擊，攻擊結(jié)束后，回到正常模式。值得注意的是，distance_u與distance_f所采集數(shù)據(jù)也不是實際的距離，也是通過量化后的數(shù)值。

3 結(jié)束語
在自然界中，蜘蛛因其獨特的爬行機(jī)制可以在垂直的墻壁甚至倒立在天花板上行走。運用仿生學(xué)原理設(shè)計制作的6足蜘蛛仿生機(jī)器人系統(tǒng)，可以完成行走、轉(zhuǎn)彎、攻擊、趴下等系列動作，并且具有較好的人機(jī)交互功能，使蜘蛛機(jī)器人達(dá)到了仿生的效果，為進(jìn)一步研究蜘蛛機(jī)器人在危險環(huán)境中或艱難路況中作業(yè)提供了一個基礎(chǔ)測試平臺和設(shè)計方案。