四轮全方位移动机器人各向相异性研究四轮全方位移动机器人各向相异性研究.pdfVIP

第 2 卷第 3 期 智 能 系 统 学 报 V ol. 2 . 3 2007 年 6 月 CAAI T ransactions on Intelligent Systems Jun. 2007 四轮全方位移动机器人各向相异性研究 冷春涛, 曹其新 ( 上海交通大学 机器人研究所, 上 海 200030) 摘 要: 由于全方位轮的特殊构造, 使得全方位移 动机器 人沿不 同方向运 动时具 有的最 大速度 不同, 以及在 不同方 向上的加速性能也不同, 称之为各向相异 性( anisotropy) . 为了充 分发挥全方 位移动机 器人的 优越性, 通过 对 4 轮全 方位移动机器人进行运动学、动力学建模 , 分析了机器人各向相异性, 确定了 轮系布置 与最大速度 曲线的相关 规律, 以及当机器人沿某一方向以一定加速度运动时, 不同轮子上驱动电机所需提 供的转矩, 从而使 得机器人 加速运动时 更好地避免轮子打滑. 并且通过 M atlabA DA M S 联合仿真以及实际 实验, 验 证了分析 结果的正 确性. 对机器 人的各 向相异性作了全面系统的研究, 从而更清 楚地表述了模型特性, 为更好地控制全方位移动机器 人提供了基础. 关键词: 全方位移动机器人; 全方位轮; 相异性 中图分类号: T P24 文献标识码: A 文章编号: 16734785( 2007) 03004500 Anisotropy of 4wheeled omnidirectionally mobile robots LENG Chuntao, CA O Qixin ( R esearch Institute of Ro bo tics, Shanghai Jiao tong U niv ersity , Shang hai 200030, China) Abstract: Due to the special str ucture o f omnidirectional w heels, the max imum v elo city that a robot can a chieve is different w hen the robot mo ves in different dir ections, and acceleratio n in different directions also varies. This is called aniso tr opy . T o understand issues w ith o mnidirectio nally mo bile r obo ts, kinem atic and dynamic m odels w er e established and the effects o f anisotropy discussed. The relationship betw een the ar rang em ent o f o mnidirectional w heels and the curve of max im al velocity w as then determined. In order to reduce the effects of slipping on results, v alues of torques w ere given o n every w heel that w as being driven w hile the ro bot mo ved in each direction w ith acceleratio n. Simulatio ns by ADAM S and M ATLAB,