上一节:
驱动系统
- 差分驱动 Differential drive
- 同步驱动 Synchro-drive
- Holonomic Delta drive
- 三轮车 Tricycle
- Ackerman Steering
差分驱动:
两个独立驱动的车轮,前进的方向取决于两个轮子的转速。
左轮转过的弧长(可测), 右轮转过的弧长(可测), 中点转过的弧长, 转过的角度, 右轮到瞬时曲率中心的距离, 两轮间距
有: ,那么: ,
则: ,
那么机器人的线速度和角速度分别为:
由(1)有:
由(2)有:
有:
对于轮子而言:
线速度=角速度*半径,即:
其中 是轮子的半径
总结:
根据上面的公式:
, ,
有:
,
即:表示轮子的角速度到机器人的线速度和角度的转换:
类比于前面章节所学的机械手臂,最右侧轮子的角速度 相当于机械手臂的关节,经过一个线性变换,得到左边机器人的速度 ,相当于末端执行器,那么上式可以看成是前向运动学;
机器人的线速度和角速度到轮子的角速度的转换:
这个就相当于逆向运动学。
同时,如果计算出 ,而又想知道在 , 方向上的速度:
例:
如果 , ,那么 , ,原地打转;
如果 , ,那么 ,左轮转速和右轮转速一致,直线行驶。
已知:轮子轴距:0.4 ,轮子半径:0.1 ,目标速度:0.5 ,目标转弯速度:0.3 ,求两个轮子上的角速度。
同步驱动 Synchro Drive:
- Motivation: direct drive robots and tricycles are not very stable,because of wheel arrangement
- Wheels are mechanically synchronized turning and driving 所有的轮子同时转动&行驶。
- Orientation of robot is fixed
- Robot always turns about its center
- Most synchro drive robots have turret 大多都有转塔(上半部分可以绕中心轴旋转)
有如下关系:
和 表示机器人在 时刻的 轴和 轴上的位置; 和 表示机器人在 时刻的速度和转角;
在机器人控制中,用每一步间的时间差来求,即:
其它几种驱动课上没有介绍,有时间再补更。
图片来源:
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