移動機器人底盤主要包含電機,電機驅動器,底盤控製器和其它設備。底盤控製器與電腦通信,把電腦指令解析後發送給電機驅動器,同時控製器底盤其它設備,比如碰撞傳感器,避障傳感器,充放電管理,或者聲光設備等。也有底盤不用底盤控製器,電腦直接控製電機驅動器,構成最簡單的機器人底盤。
一、差動底盤
差動底盤主要由兩個直流電機、前後兩個萬向輪構成。萬向輪采用減震設計,保證四個輪子同時接地,避免出現打滑現象。
V=(Vr+Vl)/2 左右輪的速度除以2是底盤的速度V
W=(Vr-Vl)/L 左右輪速度差除以輪子間距是偏航角W
推導:Vr=V+L*W/2 Vl=V-L*W/2
速度V(mm/s)與轉速的方程:n=V*60/(Pi*R) R是輪子直徑
二、四驅底盤
四驅底盤最大的問題是沒有轉向輪,轉彎的時完全靠四個輪子的摩擦力實現,特別是原地轉圈,比較考驗電機功率和輪胎質 量
方案有兩種,一種是四個輪子四個電機,優點是結構簡單,缺點是四個輪子不能完全同步,會有啟停誤差,導致輪子堵轉。
另一種是兩個電機,前後兩個輪子通過同步帶連接,前後輪之間沒有了啟停誤差,電機功率選擇稍大一點,跑柏油路毫無壓 力。
三、履帶底盤
履帶底盤主要是結構複雜,控製方法與差動完全相同
四、全向麥克納姆輪底盤
麥克納姆輪的運動學方程比較複雜,包含三個參數,速度spped、偏航角omega和自旋角度theta,與差動底盤相比多了自旋角度theta。電腦通過RS485發送指令給底盤控製器,speed(單位mm)和omega(單位rad/s*1000)和theta(單位 °),底盤控製器解析後發 送給四個電機驅動器。
機器人底盤在移動的過程中,據現場環境的三維深度信息,實時的躲避障礙物直至到達最終目標點,可以分解為三部分的視覺算法,視覺算法的基礎是傳感器
移動機器人的底盤結構設有很多種,每一個對於給定ros速度信息時的速度解析,會根據其自身的構造與運動特點而發生變化,給出具體的速度解析公式供參考
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底盤的價格的高低在一定程度上會影響應用端的接受程度;機器人的應用場景對機器人底盤的使用提高了要求;底盤導航方式的選擇頁是一個考慮因素
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