全向移动机器人轮系的运动参数计算

全向移动机器人轮系的运动参数计算

第19卷第2期2004年6月天津科技大学学报

JournalofTianjinUniversityofScienceandTechnolo

gy

Vol.19　No.2June　2004

全向移动机器人轮系的运动参数计算

储　健,王仲民,邴志刚,崔世钢

(天津职业技术师范学院自动化系,天津300222)

Ξ

　　　　　　　　摘　要:给出了一种机器人轮系的参数计算公式。通过计算得到全向移动机器人轮系的运动

分析。给轮系的强度分析提供了数据。同时,。关键词:多滚轮的滚动轮系;全向移动;机器人

中图分类号:TP242.6　　　文献标识码()20037204

2CHUJian,WANGZhonTianjin300222China)

Abstract:Abstract:Inthissystemofarobothadbeen

paper,thecalculationex

pressionsofthekineticsprovidesdatatostren

parametertowheels

ysisof

given.Throughthiscalculation,wecan

getthekinematicsanal

g2min,BINGZhi2gang,CUIShi2gang

jinUniversityofTechnolo

gyandEducation,

(DepartmentofAutomation,Tian

thewheeledomni2mobilerobot.Thiscalculationtoo.Atthesametime,theresultsofthecalculationKeywords:Roll2mobs;Omni2mobile;Robot

gthanalysisofthewheels

gnofthemotor.

providefoundationtothedesi

面下沿轮轴方向滑动的结果。在运行程序中,能够避

1　全向移动机器人的多滚轮滚动系统

　　如图1所示,这是一台采用了多滚轮滚动系统的全向移动车。该移动车的轮系是机器人重要执行部件的一种[1]。它具有行动速度快,运行平稳,动作灵活和易于控制的优点。它的四个车轮分别由四个直流电机单独驱动。控制核心由单片机80C196担任,每个电机用4个V—MOS功率器件驱动。由程序控制电机的转速与转向。这种全向移动车的独特之处就是在每个车轮的外圆处都安装有16

个滚轮。而滚轮的轮轴与车轮的轮轴夹角45°,且每个滚轮都由两个截头园锥胶轮对接构成。该全向移动车可以方便地向前,向后,向左,向右移动;还可以在原地向左旋转或向右

旋转[2];也可以斜行,但斜行角度(行进方向与车身水平纵轴的夹角)在±45°±5°时,该车的移动速度减低,而且可能会发生振动。这是由于此时有两个滚轮在地

　收稿日期:2003209206

　33基金项目:天津市自然科学基金资助项目(013602811)　33作者简介:储　健(1961-),男,天津市人,副教授,硕士.

Ξ

免在这个范围之内工作。

图1　采用多滚轮滚动系统的全向移动车

　　轮式移动机器人的行走运动机构都是很复杂

的[2],对这样的机构进行运动学和动力学的完整分析是机器人研究的重要部分。本文对以上所述的移动车