星慈光編程蟲2號小車是一款基于微控制器（如Arduino）的編程教學小車，常用于學習機器人控制和編程基礎。本講解將重點介紹小車的基本運動：前進、后退、左轉和右轉。這些運動通過控制電機實現，通常涉及調整電機的方向和速度。小編將逐步解釋原理、編程實現和注意事項，幫助您快速上手。

目錄

準備工作

硬件：

軟件：

運動原理

麥克拉姆輪的運動原理

基本概念

向前運動

向后運動

向左平移（向左橫移）

向右平移（向右橫移）

旋轉運動

代碼

宏定義

設置引腳 setup()函數

輔助函數

up()

down()

完整代碼：讓小車不停向前移動5秒，向后移動5秒

準備工作

硬件：

1. Arduino UNO R3 原裝進口
2. 星慈光 HJ-P20R34
3. 驅動版編程蟲2號小車套裝

軟件：

arduino IDEhttps://www.arduino.cc/en/software/

運動原理

星慈光編程蟲2號小車使用麥克拉姆輪驅動。

麥克拉姆輪的運動原理

麥克拉姆輪（Mecanum wheel）是一種特殊設計的輪子，常用于全向移動機器人。它的輪緣上安裝有多個傾斜的輥子（通常呈45度角），這些輥子允許輪子在滾動時產生側向力。通過獨立控制每個輪子的旋轉方向和速度，機器人可以實現復雜的運動，包括向前、向后、向左平移、向右平移以及旋轉。下面小編將逐步解釋如何實現這些基本運動。

基本概念

• 麥克拉姆輪通常安裝在機器人的四個角落：前左輪（FL）、前右輪（FR）、后左輪（BL）、后右輪（BR）。
• 每個輪子的輥子角度決定了其力分解：當輪子旋轉時，產生的力可以分解為縱向分量（沿機器人前進方向）和橫向分量（垂直于前進方向）。
• 通過組合四個輪子的旋轉，可以合成機器人的整體運動。運動方向由輪子速度向量控制，其中正速度表示輪子向前旋轉（例如，順時針），負速度表示向后旋轉（逆時針）。

向前運動

• 原理：機器人向正前方移動時，需要所有輪子產生的縱向分量疊加，而橫向分量相互抵消。
• 控制方式：
  • 所有四個輪子以相同速度向前旋轉（正速度）。
  • 例如：（其中 v 是速度值）。
• 為什么有效：每個輪子的力分解中，縱向分量主導，橫向分量由于對稱布局而抵消，合力推動機器人向前。
• 簡化公式：機器人的縱向速度與輪子速度成正比：???其中 w 表示輪子角速度。

向后運動

• 原理：與向前運動相反，所有輪子向后旋轉，縱向分量疊加向后。
• 控制方式：
  • 所有四個輪子以相同速度向后旋轉（負速度）。
  • 例如：。
• 為什么有效：力分解中，縱向分量反向，橫向分量抵消，機器人整體向后移動。
• 簡化公式：縱向速度為負值。

旋轉運動

• 順時針旋轉：左輪向前旋轉（FL = +v, BL = +v），右輪向后旋轉（FR = -v, BR = -v）。
• 逆時針旋轉：左輪向后旋轉（FL = -v, BL = -v），右輪向前旋轉（FR = +v, BR = +v）。

代碼

宏定義

// M1
#define FR1 6
#define FR2 10
// M2
#define FL1  5
#define FL2  9
// M3
#define BR1  A5
#define BR2  11
// M4
#define BL1  A4
#define BL2  3

設置引腳 setup()函數

  pinMode(FR1, OUTPUT);pinMode(FR2, OUTPUT);pinMode(FL1, OUTPUT);pinMode(FL2, OUTPUT);pinMode(BR1, OUTPUT);pinMode(BR2, OUTPUT);pinMode(BL1, OUTPUT);pinMode(BL2, OUTPUT);

輔助函數

1. up()

   void up() {digitalWrite(FR1, 0);digitalWrite(FR2, 1);digitalWrite(FL1, 0);digitalWrite(FL2, 1);digitalWrite(BR1, 0);digitalWrite(BR2, 1);digitalWrite(BL1, 0);digitalWrite(BL2, 1);
   }

2. down()

   void down() {digitalWrite(FR1, 1);digitalWrite(FR2, 0);digitalWrite(FL1, 1);digitalWrite(FL2, 0);digitalWrite(BR1, 1);digitalWrite(BR2, 0);digitalWrite(BL1, 1);digitalWrite(BL2, 0);
   }

---

• 1表示高電平，0表示低電平

完整代碼：讓小車不停向前移動5秒，向后移動5秒

// M1
#define FR1 6
#define FR2 10
// M2
#define FL1  5
#define FL2  9
// M3
#define BR1  A5
#define BR2  1
// M4
#define BL1  A4
#define BL2  3
void setup() {pinMode(FR1, OUTPUT);pinMode(FR2, OUTPUT);pinMode(FL1, OUTPUT);pinMode(FL2, OUTPUT);pinMode(BR1, OUTPUT);pinMode(BR2, OUTPUT);pinMode(BL1, OUTPUT);pinMode(BL2, OUTPUT);
}// 00停，01前，10退
void up() {digitalWrite(FR1, 0);digitalWrite(FR2, 1);digitalWrite(FL1, 0);digitalWrite(FL2, 1);digitalWrite(BR1, 0);digitalWrite(BR2, 1);digitalWrite(BL1, 0);digitalWrite(BL2, 1);
}
void down() {digitalWrite(FR1, 1);digitalWrite(FR2, 0);digitalWrite(FL1, 1);digitalWrite(FL2, 0);digitalWrite(BR1, 1);digitalWrite(BR2, 0);digitalWrite(BL1, 1);digitalWrite(BL2, 0);
}void loop() {up();delay(5000);down();delay(5000);
}

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