逆运动学(Inverse Kinematics)是虚拟角色运动控制的一种基本方法,它根据用户指定肢体末端的位置计算出虚拟角色各个关节的旋转.
本示例将利用迷你机械臂和Arduino对IK算法做个简单的演示，并通过游戏摇杆进行操控。
首先，我们需要准备一下配件：
- 迷你机械臂（meArm），详细资料请查看《迷你机械臂安装手册》，或直接在奇果派网店购买
- arduino主板
- 16路pwm舵机驱动板（可通过奇果派商店购买）
- 游戏摇杆
- 杜邦线若干条
示例一：用Arduino控制机械臂
机械臂与Arduino的引脚接线说明：
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Arduino引脚 |
底部舵机舵机 |
右侧舵机 |
左侧舵机 |
钳子舵机 |
|
GND |
GND（棕色） |
GND（棕色） |
GND（棕色） |
GND（棕色） |
|
5V |
5V（红色） |
5V（红色） |
5V（红色） |
5V（红色） |
|
11 |
信号线（黄色） |
|||
|
10 |
信号线（黄色） |
|||
|
9 |
信号线（黄色） |
|||
|
6 |
信号线（黄色） |
演示程序代码：
#include "meArm.h"
#include <Servo.h> //引入系统舵机驱动程序
int basePin = 11; //底部舵机
int shoulderPin = 10;//肩部（右侧）舵机
int elbowPin = 9; //肘部（左侧）舵机
int gripperPin = 6; //钳子舵机
meArm arm;
void setup() {
arm.begin(basePin, shoulderPin, elbowPin, gripperPin);
}
void loop() {
//首先鼓鼓掌—钳子开合
arm.openGripper();
arm.closeGripper();
arm.openGripper();
arm.closeGripper();
arm.openGripper();
delay(500);
//转到左上方抓点东西
arm.gotoPoint(-80,100,140);
arm.closeGripper();
//再把东西放到右前方
arm.gotoPoint(70,200,10);
arm.openGripper();
//回到起始点
arm.gotoPoint(0,100,50);
delay(2000);
}
示例二：用一对摇杆控制机械臂
需要添加一个游戏摇杆，如图
机械臂与Arduino的引脚连接方式如下：
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Arduino |
Stick1 |
Stick2 |
底部舵机舵机 |
右侧舵机 |
左侧舵机 |
钳子舵机 |
|
GND |
GND |
GND |
GND（棕色） |
GND（棕色） |
GND（棕色） |
GND（棕色） |
|
5V |
VCC |
5V（红色） |
5V（红色） |
5V（红色） |
5V（红色） |
|
|
A0 |
HOR(X) |
|||||
|
A1 |
VER(Y) |
|||||
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A2 |
HOR(X) |
|||||
|
A3 |
VER(Y) |
|||||
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11 |
信号线（黄色） |
|||||
|
10 |
信号线（黄色） |
|||||
|
9 |
信号线（黄色） |
|||||
|
6 |
信号线（黄色） |
示例程序：
#include "meArm.h"
#include <Servo.h>
int basePin = 11;
int shoulderPin = 10;
int elbowPin = 9;
int gripperPin = 6;
int xdirPin = 0;
int ydirPin = 1;
int zdirPin = 3;
int gdirPin = 2;
meArm arm;
void setup() {
arm.begin(basePin, shoulderPin, elbowPin, gripperPin);
}
void loop() {
float dx = map(analogRead(xdirPin), 0, 1023, -5.0, 5.0);
float dy = map(analogRead(ydirPin), 0, 1023, 5.0, -5.0);
float dz = map(analogRead(zdirPin), 0, 1023, 5.0, -5.0);
float dg = map(analogRead(gdirPin), 0, 1023, 5.0, -5.0);
if (abs(dx) < 1.5) dx = 0;
if (abs(dy) < 1.5) dy = 0;
if (abs(dz) < 1.5) dz = 0;
if (!(dx == 0 && dy == 0 && dz == 0))
arm.goDirectlyTo(arm.getX() + dx, arm.getY() + dy, arm.getZ() + dz);
if (dg < -3.0)
arm.closeGripper();
else if (dg > 3.0)
arm.openGripper();
delay(50);
}
实例代码：点击下载
