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機(jī)器人開(kāi)發(fā)平臺(tái)常見(jiàn)構(gòu)型優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析

來(lái)源:混沌無(wú)形      編輯:創(chuàng)澤      時(shí)間:2022/8/17      主題:其他   [加盟]

機(jī)器人開(kāi)發(fā)平臺(tái)關(guān)鍵的兩個(gè)部分就是:輪子和機(jī)架的構(gòu)型。

機(jī)器人開(kāi)發(fā)平臺(tái)常見(jiàn)8種構(gòu)型.(a)兩輪差速驅(qū)動(dòng)機(jī)器人,(b)car-like robot,(c)四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)器人,(d)履帶式機(jī)器人,(e)麥輪全向平臺(tái),(f)全向輪全向平臺(tái),(g)四驅(qū)四轉(zhuǎn)機(jī)器人,(h)四驅(qū)異構(gòu)機(jī)器人.

非全向移動(dòng)機(jī)器人

這四類(lèi)機(jī)器人屬于非全向移動(dòng)機(jī)器人,意味著在平面上運(yùn)動(dòng)僅有2個(gè)自由度,其運(yùn)動(dòng)模型的相似度也較高(可參考《常見(jiàn)移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型》)。

全向移動(dòng)機(jī)器人

這兩類(lèi)相對(duì)特殊,采用了麥輪/全向輪,按照一定規(guī)律控制輪子轉(zhuǎn)動(dòng),則可以實(shí)現(xiàn)全向移動(dòng),比起上述非全向移動(dòng)機(jī)器人的靈活性更好,能夠在狹窄的區(qū)域運(yùn)動(dòng)(可參考《常見(jiàn)移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型》)。

四驅(qū)四轉(zhuǎn)機(jī)器人

圖 2.3(g)中的四個(gè)藍(lán)色原點(diǎn)表示舵輪的位置,上述談到每個(gè)舵輪有兩個(gè)電機(jī),分別控制輪子滾動(dòng)和轉(zhuǎn)向,因此這種類(lèi)型的機(jī)器人也被稱(chēng)為四驅(qū)四轉(zhuǎn)移動(dòng)機(jī)器人。

四驅(qū)四轉(zhuǎn)機(jī)器人相當(dāng)于有8個(gè)電機(jī)在控制其運(yùn)動(dòng),因此可輕松實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的全向運(yùn)動(dòng)。相較于麥輪/全向輪全向平臺(tái),舵輪是沒(méi)有輥?zhàn)拥,因此?fù)載能力更強(qiáng),輪子耐磨性更好,且室外非結(jié)構(gòu)化場(chǎng)景的適應(yīng)能力更強(qiáng)。

當(dāng)然,也可以將四驅(qū)四轉(zhuǎn)移動(dòng)機(jī)器人的某一對(duì)角線上的一對(duì)輪子更換為被動(dòng)萬(wàn)向輪,通過(guò)另一對(duì)角線上的一對(duì)舵輪驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng),這樣就省掉4個(gè)電機(jī),也能達(dá)到全向運(yùn)動(dòng)的效果,只是驅(qū)動(dòng)功率相對(duì)降低了,成本也就降低了。

四驅(qū)異構(gòu)機(jī)器人

四驅(qū)異構(gòu)機(jī)器人(這是筆者擬定的名字)的兩前輪采用全向輪,兩后輪采用普通橡膠輪,這種構(gòu)型是之前在文獻(xiàn)閱讀時(shí)候偶然看到的,比較新穎。

在《四輪驅(qū)動(dòng)(SSMR)移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型及應(yīng)用分析》一文中,我們分析兩左(右)側(cè)輪的輪速需要保持一致,這樣才能減少橫向滑移帶來(lái)的輪胎磨損,而四驅(qū)異構(gòu)機(jī)器人則可以消除這種問(wèn)題。

由于兩前輪是采用的全向輪,當(dāng)四驅(qū)異構(gòu)機(jī)器人轉(zhuǎn)向時(shí),兩前輪的輥?zhàn)訒?huì)被動(dòng)滾動(dòng),從而將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦,大大降低了摩擦帶來(lái)的損耗。

這種類(lèi)型的機(jī)器人還有兩種變化,其一是兩個(gè)前全向輪“去掉”電機(jī),變成被動(dòng)輪,產(chǎn)生的效果和“兩前輪為被動(dòng)萬(wàn)向輪”的結(jié)構(gòu)相似,但是有個(gè)好處是,四個(gè)輪子的半徑是相同的,越障能力比“使用被動(dòng)萬(wàn)向輪”更好;其二是兩左(右)側(cè)的兩電機(jī)合二為一,一側(cè)僅使用一個(gè)電機(jī),并使用同步帶將電機(jī)動(dòng)力傳送到同側(cè)兩輪,這樣就可以僅使用2個(gè)電機(jī),實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的直線或圓弧運(yùn)動(dòng)。


  



機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)常見(jiàn)車(chē)輪優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析

橡膠輪看起來(lái)最為普通實(shí)際應(yīng)用廣泛;直行被動(dòng)輪被應(yīng)用于室內(nèi)場(chǎng)景;麥克納姆輪全向移動(dòng)適用于室內(nèi)狹窄場(chǎng)景;萬(wàn)向輪提供滾動(dòng)功能降低運(yùn)動(dòng)摩擦

配送機(jī)器人底盤(pán)差速驅(qū)動(dòng)機(jī)器人輪間距校準(zhǔn)

介紹了兩輪差速驅(qū)動(dòng)機(jī)器人與四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)器人,履帶式機(jī)器人的校準(zhǔn)原理,方法及其校準(zhǔn)方法存在差異的原因,最后結(jié)合ROS 校準(zhǔn)demo闡述實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)方法

通用機(jī)器人底盤(pán)不同類(lèi)型輪直徑校準(zhǔn)的方法

先闡述了參數(shù)校準(zhǔn)的基本原理,并按照機(jī)器人構(gòu)型的不同點(diǎn)分為兩類(lèi),分別對(duì)對(duì)稱(chēng)型,圓弧型機(jī)器人進(jìn)行了理論分析,提出校準(zhǔn)思路,結(jié)合ROS校準(zhǔn)demo闡述實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)方法

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全向移動(dòng)平臺(tái)的構(gòu)型參數(shù)校準(zhǔn)原理和方法都非常相似,但是也存在一定差異,全向移動(dòng)機(jī)器人的質(zhì)量分布對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)精度是存在較大影響的

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