# 机器人趴下动作实现大纲 ## 1. 目标 实现四足机器人从站立状态平滑过渡到趴下状态(降低机身高度至最低)。 ## 2. 硬件与运动学基础 * **腿部结构**:双连杆结构(大腿 L1=250mm, 小腿 L2=227mm)。 * **电机配置**:每条腿2个电机,共8个电机(CAN1/CAN2 ID 1-4, 5-8)。 * **坐标系**:基于 `leg.c` 的 `Inverse_Calculation`,输入为 (X, Y)。 * 根据代码推测,Y 为垂直方向距离(机身到足端),X 为水平方向偏移。 * L = sqrt(X^2 + Y^2) 为髋关节到足端的直线距离。 * 趴下即减小 Y 值,使机身贴近地面。 ## 3. 实现方案 ### 3.1 定义趴下姿态 * **目标足端坐标**: * `Target_X = 0`:足端保持在髋关节垂直投影线上(或根据需要微调)。 * `Target_Y = H_min`:最小支撑高度。需根据机械结构测量,例如 100mm - 150mm,确保大腿和小腿折叠时不发生机械干涉。 * **目标关节角度**: * 通过 `Inverse_Calculation(0, H_min, ...)` 计算出对应的电机目标角度 `range1` 和 `range2`。 ### 3.2 动作流程设计 1. **初始化/获取状态**: * 确认当前机器人处于站立或可控状态。 * 记录当前的设定高度 `Current_Y`。 2. **轨迹规划(平滑过渡)**: * **目的**:防止机器人直接“摔”在地上,保护机械结构和电机。 * **方法**:使用插值算法(线性插值或 S 曲线插值)。 * 在时间 `T`(如 2秒)内,将高度指令从 `Current_Y` 逐步减小到 `Target_Y`。 3. **控制循环执行**: * 在循环中(如 1ms 或 5ms 周期): 1. 计算当前时刻的目标高度 `h(t)`。 2. 调用 `Inverse_Calculation(0, h(t), ...)` 解算四条腿的关节角度。 3. 调用 `Posture()` 函数向 8 个电机发送位置控制指令(Position Mode 或 MIT Mode)。 4. **到位处理**: * 当达到 `Target_Y` 后,机器人应已趴在地上。 * **节能模式**:如果机身已由地面完全支撑,可以将电机的 `Kp`, `Kd` 和 `Torque` 设为 0,进入阻尼模式或空闲模式,防止电机持续堵转过热。 ## 4. 伪代码示例 ```c // 定义在 User/app/execute_task.c 或类似文件中 void Robot_LieDown(void) { RobotGeometry geom = { .L1 = 250.0f, .L2 = 227.0f }; float current_h = 300.0f; // 假设初始站立高度 float target_h = 120.0f; // 趴下时的目标高度(需实测) float duration = 2000.0f; // 动作耗时 2000ms float dt = 5.0f; // 控制周期 5ms float t = 0; while (t <= duration) { // 1. 计算当前高度 (线性插值) float h = current_h + (target_h - current_h) * (t / duration); // 2. 运动学解算 (假设 X=0) float angle1, angle2; Inverse_Calculation(0, h, &angle1, &angle2, &geom); // 3. 发送指令给四条腿 (假设腿的电机ID映射如下) // Leg 1 (FL) Posture(1, angle1, 0, 4.0f, 1.0f, 0); Posture(2, angle2, 0, 4.0f, 1.0f, 0); // Leg 2 (FR) Posture(3, angle1, 0, 4.0f, 1.0f, 0); Posture(4, angle2, 0, 4.0f, 1.0f, 0); // ... Leg 3 & 4 t += dt; osDelay((uint32_t)dt); } // 4. 趴下后处理 (可选:关闭力矩输出) // Disable_Motor_Torque(); } ``` ## 5. 验证与调试 1. **静态测试**:将机器人架空,运行趴下程序,观察腿部是否缓慢收缩,角度方向是否正确。 2. **落地测试**:在软垫上测试,观察趴下过程是否平稳,是否有冲击。 3. **干涉检查**:确认趴到底时,机械结构不会互相碰撞或卡死(特别注意皮带传动部分是否受压或过度弯曲)。