仿生蜘蛛機器人的設計與實(shí)現

2．2 啟動(dòng)模式
2．2．1 睡眠模式
當機器人電源開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，進(jìn)行初始化之后，蜘蛛機器人進(jìn)入睡眠狀態(tài)。設計對睡眠模式的定義為：令機器人處于一個(gè)靜止姿勢，不做任何行為，等待被啟動(dòng)。這里設定一個(gè)無(wú)限循環(huán)，當判斷收到喚醒命令時(shí)，跳出循環(huán)，開(kāi)啟定時(shí)器，執行正常行為舉止后，通過(guò)定時(shí)器的超時(shí)機制，回到睡眠模式。定時(shí)器時(shí)間值的量化級為：輸入的值每0．125 s減1，即當定時(shí)器設置為8，便是1 s，具體實(shí)現中設置定時(shí)器為240，即30 s的正常行為活動(dòng)后回到睡眠模式。
2．2．2 聲音啟動(dòng)
在睡眠狀態(tài)中，采用兩種不同的方式：無(wú)線(xiàn)遙控模式和聲音啟動(dòng)模式。對于聲音啟動(dòng)模式，設定一個(gè)閾值，若采集的數據超過(guò)閾值時(shí)，則開(kāi)始正常行為活動(dòng)。閾值的選擇根據傳感器AX-S1對聲音自定義的一個(gè)數量級，當周?chē)鷽](méi)有聲音輸出約為128的數值，聲音越大數值越接近255，聲音大小每秒輸入約為3 800次。當檢測到像掌聲一樣一定大小以上的聲音時(shí)計一次數，為避免把一次擊掌誤認為多次，在一次計數后，采用延時(shí)方式，約為80μs后繼續計數。
2．3 生物行為
正常行為舉止：蜘蛛機器人的生物行為即自行通過(guò)傳感器采集數據，對數據進(jìn)行判斷，然后進(jìn)行處理的一個(gè)仿生過(guò)程。設計過(guò)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器人對障礙物的判斷，通過(guò)AX-S1采集到的distance_u和distance _f兩個(gè)參數進(jìn)行分析。當上方障礙物所測距離distance_u≤20時(shí)，即認為感應到上方有障礙物，蜘蛛則產(chǎn)生坐下的動(dòng)作。當前方障礙物所測距離distance_f≤100時(shí)，再次檢測一下距離是否distance_f≤20，如果20，則退后，向左轉，回到正常模式；如果>20，則采取攻擊，攻擊結束后，回到正常模式。值得注意的是，distance_u與distance_f所采集數據也不是實(shí)際的距離，也是通過(guò)量化后的數值。

3 結束語(yǔ)
在自然界中，蜘蛛因其獨特的爬行機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)原理設計制作的6足蜘蛛仿生機器人系統，可以完成行走、轉彎、攻擊、趴下等系列動(dòng)作，并且具有較好的人機交互功能，使蜘蛛機器人達到了仿生的效果，為進(jìn)一步研究蜘蛛機器人在危險環(huán)境中或艱難路況中作業(yè)提供了一個(gè)基礎測試平臺和設計方案。