麥克納姆輪平臺因其優(yōu)異的機(jī)動性而備受關(guān)注,本文深入分析麥克納姆輪的運動機(jī)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(xì)分析了電機(jī)轉(zhuǎn)速-麥輪實際運動速度-麥輪平臺中心點速度之間的關(guān)系,給出完整的物理分析及數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程,構(gòu)建麥輪平臺的運動學(xué)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(jī)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(jī)器人、car-like robot、四輪驅(qū)動(SSMR)機(jī)器人及履帶式機(jī)器人,這都屬于非全向(差速驅(qū)動)移動機(jī)器人的范疇,而本文將介紹全向移動機(jī)器人中的一款——基于麥克納姆輪的全向移動機(jī)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(yīng)用于科研教學(xué)、機(jī)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(gòu)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(guān)于麥輪構(gòu)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(dá)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(jī)理,逐步詳細(xì)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(yīng)用場景
輪式機(jī)器人底盤原理圖將四輪驅(qū)動移動機(jī)器人的運動模型簡化等效處理為兩輪差速驅(qū)動機(jī)器人的運動模型,分析了SSMR獨有的運動特性
全向移動機(jī)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(jī)器人逆時針旋轉(zhuǎn)的時候,角速度w為正,反之為負(fù)
4類機(jī)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(dǎo)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(jī)器人底盤性能中的核心性能,關(guān)乎到后期機(jī)器人的行走姿態(tài)和工作效率
創(chuàng)澤方舟機(jī)器人底盤擁有強(qiáng)大的識別感知與分析判斷能力,利用激光雷達(dá)+超聲波雙重導(dǎo)航方式讓定位與導(dǎo)航更加精準(zhǔn),穩(wěn)定性更強(qiáng),覆蓋每一個角落
運動底盤是移動機(jī)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(jī),電機(jī)驅(qū)動,stm32單片機(jī)開發(fā)板等配
創(chuàng)澤輪式移動機(jī)器人底盤應(yīng)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(yīng)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(jī)器人底盤來其融合了激光雷達(dá),深度攝像頭,超聲波及防跌落等多個傳感器,并結(jié)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(jī)*2
國內(nèi)外的機(jī)器人品牌公司有:創(chuàng)澤 Omron Adept Clearpath Robotics Rover Robotics OpiFlex Stanley 靈機(jī)器人 仙工智能 思嵐科技 博眾機(jī)器人 國辰 洛必德