麥克納姆輪平臺因其優(yōu)異的機動性而備受關注,本文深入分析麥克納姆輪的運動機理及其麥輪平臺運動過程中的受力情況,先后分析麥輪平臺的6種運動模式及其內(nèi)在運動規(guī)律;并采用速度分解的方法,詳細分析了電機轉(zhuǎn)速-麥輪實際運動速度-麥輪平臺中心點速度之間的關系,給出完整的物理分析及數(shù)學推導過程,構建麥輪平臺的運動學模型;最后從速度空間、運動效率等方面分析麥輪平臺的適用場景。
從運動空間分類,輪式移動機器人可分為非全向移動類型和全向移動類型。在之前的系列文章中已經(jīng)介紹了兩輪差速機器人、car-like robot、四輪驅(qū)動(SSMR)機器人及履帶式機器人,這都屬于非全向(差速驅(qū)動)移動機器人的范疇,而本文將介紹全向移動機器人中的一款——基于麥克納姆輪的全向移動機器人(下文簡稱為麥輪平臺)。
麥克納姆輪(下文簡稱麥輪)在生活中并不常見,多被應用于科研教學、機器人競賽等場景,其運動模式非常炫酷,包括前行、橫移、斜行、旋轉(zhuǎn)及其組合等多種運動方式。由此諸多DIYer常制作麥輪平臺,并遙控操縱麥輪平臺運動。
麥輪平臺就是由四個麥克納姆輪按照一定規(guī)律排布組成的移動平臺,麥輪平臺能夠全向移動主要依賴于具有特殊構型的麥輪(由輪轂和輥子組成,見圖 1.2(a)),而最大的亮點是麥輪能夠斜向運動。(重點:關于麥輪構型、受力及速度的分析見文章《麥克納姆輪運動特性分析》)
麥輪平臺的全向移動效果是通過四個麥克納姆輪協(xié)同轉(zhuǎn)動而達到的,而全向輪移動平臺與之類似,也通過三或四個全向輪協(xié)同轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)全向移動的
分析了全向輪平臺3種常見運動模式的規(guī)律及機理,逐步詳細剖析了全向輪運動過程中CENTER點速度與全向輪實際速度,指出全向輪平臺全向特性的優(yōu)勢及其主要應用場景
輪式機器人底盤原理圖將四輪驅(qū)動移動機器人的運動模型簡化等效處理為兩輪差速驅(qū)動機器人的運動模型,分析了SSMR獨有的運動特性
全向移動機器人有三個自由度,意味著可以在平面內(nèi)做出任意方向平移同時自旋的動作,機器人逆時針旋轉(zhuǎn)的時候,角速度w為正,反之為負
4類機器人底盤運動路徑規(guī)劃算法是圖規(guī)劃算法,空間采樣算法,曲線插值擬合算法和仿生智能算法,曲線插值擬合算法正好與之配合生成連續(xù)性好的軌跡曲線
底盤性能包括具體導航方式,尺寸大小等;定位精度要求,工作時長等;越障和避障能力機器人底盤性能中的核心性能,關乎到后期機器人的行走姿態(tài)和工作效率
創(chuàng)澤方舟機器人底盤擁有強大的識別感知與分析判斷能力,利用激光雷達+超聲波雙重導航方式讓定位與導航更加精準,穩(wěn)定性更強,覆蓋每一個角落
運動底盤是移動機器人的重要組成部分,完整的stm32主控硬件包括:帶霍爾編碼器的直流減速電機,電機驅(qū)動,stm32單片機開發(fā)板等配
創(chuàng)澤輪式移動機器人底盤應對不同高度靜止移動障礙物,多種移動策略,針對不同移動需求應對不同移動場景,精度可以保持在5cm,6°內(nèi),規(guī)劃路徑0.08s
創(chuàng)澤機器人底盤來其融合了激光雷達,深度攝像頭,超聲波及防跌落等多個傳感器,并結合了自主研發(fā)的高性能SLAM算法,做到自主路徑規(guī)劃及障礙物規(guī)避等功能
創(chuàng)澤圓形底盤水滴系列直徑505mm高280mm,過坎能力18mm,爬坡角度10度,旋轉(zhuǎn)半徑 252.5mm,差速驅(qū)動+主動懸掛 200W輪轂伺服電機*2
國內(nèi)外的機器人品牌公司有:創(chuàng)澤 Omron Adept Clearpath Robotics Rover Robotics OpiFlex Stanley 靈機器人 仙工智能 思嵐科技 博眾機器人 國辰 洛必德