全国服务热线

0769-85333197

AGV舵轮驱动全向移动机器人运动控制方法与计算式

2022-06-29 11:42:44    责任编辑: 富宝科技     0

随着社会上物流技术的发展,舵轮被越来越多的应用到重载型AGV舵轮驱动和重载型的移动机器人上面。舵轮是指集成了驱动电机、转向电机、减速机等一体化的机械结构,所以舵轮驱动为基础的全向移动机器人具有比较灵活的运动方式。

在以舵轮驱动为基础的全向移动机器人的运动方式主要有平动、自转和灵活转向,包含了任意方向的平动和任意一点为中心的转弯,在舵轮驱动的控制方式上单独的实现平动或者自转都比较容易实现,但是实现平动过程中自转和灵活转向是比较困难的。

因此,对于上述的存在难点我们利用运动合成的方法提出一种有效的舵轮运动控制方法解决此问题。

AGV舵轮驱动全向移动机器人的行驶方向角、行驶速度以及转动的角速度,由于移动机器人的平动速度是矢量,所以移动机器人的平动速度和方向用向量进行表示,即向量的方向为平动的方向,向量的模是速度的大小。

移动机器人的目标速度用向量表示。移动机器人转动的目标角速度用ω表示。其中舵轮1和舵轮2的速度和方向分别用向量和表示。

由于两套舵轮为移动机器人的运动执行机构,所以向量和必须由移动平台的目标速度和目标角速度ω计算式表达。

进一步,移动机器人任意方向平动时,需要转动角速度为0,两舵轮的速度和转动角度相同,向量表示即:≠0;ω=0;==。

进一步,由于移动机器人加工完成以后舵轮的安装位置是固定的,所以令两舵轮安装位置距回转中心的距离分别为R1和R2。

进一步,移动机器人自转时,需要两舵轮的速度方向垂直于两舵轮与自转中心的连线,两舵轮的速度的大小为角速度与对应自转半径的乘积,且平动速度为0,向量表示即:=0;ω≠0;=ω×R1;=ω×R2。

进一步,移动机器人平动过程中自转,由平行四边形法则可知:=+ω×R1;=+ω×R2。

进一步,以上皆是转向中心与移动机器人中心重合实现自转。移动机器人灵活转向时,即转向中心与移动机器人中心不重合时,令移动机器人的中心距离转动中心的距离为R,两舵轮的安装位置距离转向中心的距离分别为R01和R02。

进一步,移动机器人灵活转向时根据确定的转向中心和移动机器人的转向角速度ω0可知:=ω0×R;=ω0×R01,=ω0×R02。

上述是以对角分布的双舵轮驱动的四轮移动机器人模型进行的说明分析,舵轮驱动全向移动机器人运动控制方法不只使用于这种模型,对于多舵轮移动机器人同样适用。