基于Omni轮的全向移动机构的设计

为了实现在有限空间内进行任意方向运动,采用Omni轮的结构,设计了一种四轮全向移动机器人。选用F2812作为控制芯片,运用四轮全向控制的方法,得到所需的机器人的速度与轨迹,进行软硬件的设计,搭建了全向移动机器人,在实验中取得了良好的效果,满足对于机器人的控制要求,为轨迹跟踪控制的研究打下良好基础。     

四轮式全向移动机器人设计

对几种全向移动机构进行综合比较的基础上设计了两种万向轮.在移动机器人本体上对这两种万向轮进行合理布局,采用四轮支撑形式,通过4个万向轮上的各个电机的联动使机器人实现全向移动功能.同时为了保证各万向轮能对实时路况做到自适应调节,采用悬架结构连接机器人本体和各个万向轮.最后对移动机器人进行运动学分析,得到了各电机输入转速与机器人运行速度的关系,验证了机器人的全向移动性能以及万向轮布局形式的合理性,为今后的运动控制和离线编程提供了依据.该移动机器人为需要全向移动的应用场合提供了一种完美的解决方案.     

单排连续切换全向轮移动机器人的布局方式与运动的稳定性分析

研讨了一种单排的连续切换全向轮及其全方位移动机器人的全向轮布局选择与运动时的稳定性问题,提出了一种单排的连续切换全向轮的结构,并基于此结构建立了移动机器人系统的运动学模型,通过解析系统速度逆雅可比矩阵的秩,得到了系统实现全方位运动的条件,分析给出了实现全方位运动所需的三轮、四轮的布局方式。同时,根据非完整系统的劳斯方程,建立了全向轮机器人的动力学方程,计算了车体在斜坡上运动时不发生后翻和侧翻的条件,并用ADAMS软件进行仿真验证了模型。研究为此类系统的设计和控制提供了理论基础。     

基于自适应滑模控制的四轮全向移动机器人轨迹跟踪方法研究

针对四轮全向移动机器人动力学模型参数的不确定性以及外部扰动的影响,为提高其轨迹跟踪控制性能,提出了一种基于自适应滑模的四轮全向移动机器人轨迹跟踪控制方法。首先,基于驱动电机参数建立了机器人的动力学模型,在此基础上设计了一种自适应滑模轨迹跟踪控制器;其次,通过低通滤波器滤除轨迹跟踪控制器输出端的高频信号,同时为实现机器人动力学参数的在线估计,提出了一种参数自适应控制算法并利用RBF神经网络实时调整轨迹跟踪控制器的切换增益,以减小系统的抖振;最后,为验证所述方法的有效性,采用MATLAB进行了仿真实验。仿真结果表明,基于自适应滑模控制的四轮全向移动机器人轨迹跟踪方法可以较好地降低参数变化、外部扰动对系统的影响,能够减小系统的抖振,具有较好的抗干扰能力。     

基于双DSPs架构的移动机器人运动控制系统的设计

为了提高移动机器人的运动性能,以全向轮移动平台作为机器人的运动机构,设计了一种基于双DSPs架构的移动机器人运动控制系统,系统硬件电路简洁、集成度高;轮速控制使用模糊自适应PID算法,实现了PID参数的自动整定,较好地实现了全向轮的速度控制.实验证明移动机器人运动快速灵活、可控性强.     

基于多种控制方式的全方位移动机器人研制

介绍了自主设计的Mecanum轮全方位移动机器人及其三种控制方式。该机器人无需改变车体姿态即可实现平面内三自由度运动。根据工作环境和任务要求的不同,该机器人提供了全向自主、寻迹和遥控三种控制方式。全向自主模式下,机器人自主运动无需人为干预;寻迹模式下,机器人在标识线引导下沿规划好的路径运动;遥控模式下,机器人更加灵活能够适应更复杂环境。三种控制方式的适当选择,能够提升机器人的运动性能,同时保证系统的稳定性。     

运用曲率参数优化的全向轮滚子廓形设计

介绍了目前应用于移动机器人领域的全向轮结构,分析了由于全向轮自身结构而引起机器人移动底盘颠簸的原因,依据轮子与地面的接触状况,提出了一种对全向轮滚子外廓进行曲面修形的方法。用抛物线代替滚子廓形的圆弧曲线,对廓形曲率半径做局部修改,实现全向轮整体与地面接触高度基本不变。采用Hertz接触理论和有限元方法,验证了修形的理论计算结果正确。     

全向轮智能垃圾桶设计

为了向居住在高密度住宅区的人们提供更舒适的生活条件,设计了一种新型全向轮智能垃圾桶,住户可用手机控制垃圾桶在楼层内自主移动收集垃圾。本设计基于STM32硬件架构搭建移动机器人控制系统平台,采用智能手机与全向轮智能垃圾桶间的WiFi通信系统进行连接,通过红外感应系统控制垃圾桶盖开合。与传统垃圾桶相比,全向轮智能垃圾桶更加灵活性,功能性更强,可以节约人力资源,并为同类智能垃圾桶设计提供理论基础。     

基于Mecanum轮的全向移动机器人的研制

研制了一种基于Mecanum轮的全向移动机器人.在研究其机构原理基础上,设计轮体参数并提出设计制造方法.还从应用角度解决了轮上辊子难以固定安装的问题,并提出微小地面不平整情况下的解决方案.该机器人无需本体做出任何转动便可实现任意方向的移动,且可以原地旋转任意角度,运动非常灵活,其不受限于运动空间的灵活移动及转位使之应用较为广泛.     

基于解耦式主动万向脚轮的全向移动机器人设计

设计了一种具有运动解耦特性的新型主动万向脚轮,实现了脚轮的转向运动和滚动运动的无耦合独立控制。设计了基于解耦式主动万向脚轮的全向移动机器人,建立了其运动学模型,并通过MATLAB对全向移动机器人进行了运动学仿真。仿真结果表明：基于解耦式主动万向脚轮的全向移动机器人可以实现侧行和原地转向。     

考虑外部扰动的四轮移动机器人运动轨迹控制优化方法

控制机器人的运动轨迹，有助于提高四轮移动机器人工作的整体性能，提出考虑外部扰动的四轮移动机器人运动轨迹控制优化方法，利用人工势场法根据机器人运动特点规划其运动轨迹。考虑外部扰动和不确定性因素，结合低通滤波器和滑膜控制器设计运动轨迹控制器，实现四轮移动机器人运动轨迹的优化控制。实验结果表明，所提方法的轨迹控制效果好，距离误差小，稳定性高。     

Mecanum四轮全方位移动机构运动分析与仿真

全方位移动机器人具有平面运动的全部3个自由度,机动性好。介绍了技术较为成熟的Mecanum全方位轮的原理结构,分析了由4个Mecanum全方位轮组成的全向移动机构的运动原理以及轮体主要参数的定义,并且进行了基于ADAMS软件的运动仿真。     

Mecanum四轮全方位移动机构运动分析与仿真

全方位移动机器人具有平面运动的全部3个自由度,机动性好。介绍了技术较为成熟的Mecanum全方位轮的原理结构,分析了由4个Mecanum全方位轮组成的全向移动机构的运动原理以及轮体主要参数的定义,并且进行了基于ADAMS软件的运动仿真。     

Mecanum轮全向AGV的运动性能分析

Mecanum轮结构的特殊性对AGV运行性能有着深远影响,对其展开研究具有重要的理论和现实意义。从理论上对全向车进行运动学分析,分析四轮Mecanum轮全向AGV平动、转动和复合运动。推导出Mecanum轮运动规律基本方程,得到各轮转速与全向车移动速度的关系,为运动控制奠定了理论依据。对Mecanum轮系O型和X型这两种布置形式进行了理论分析,得出O型四轮布置形式的稳定性及可操性优于X型。对Mecanum轮效率、驱动能力及爬坡能力进行分析,为全向AGV的驱动系统设计提供参考。     

一种改进的Mecanum轮辊子形状设计方法

针对基于Mecanum轮的全向移动平台,提出了一种改进全向轮辊子形状的设计方法。给出了全向轮参数化设计模型,采用ADAMS软件对全向轮的运动过程进行仿真,从仿真结果可以看出,改进的全向轮在工作过程中上下振动幅度减小,使全向移动平台运行情况得到改善。工程应用证明了该设计方法的有效性。     

基于仿冰壶火炬传递机器人的全向轮运动设计研究

全方位移动式机器人是机器人领域的一个重要分支。在对北京冬奥会仿冰壶火炬传递机器人的全向移动平台设计过程中，以麦克纳姆轮和OMIN全向轮为研究对象，通过建立全向轮运动学模型，对两种类型全向轮的运动特性及布局结果进行对比分析，优化了全移动平台的全向轮结构布局，根据电动机矢量控制理论，通过大量实验测试和不断优化，最终火炬传递机器人按照预设轨迹顺利了完成了冬奥会火炬的传递。     

基于非Hertz接触理论的连续切换轮辊子变形分析

介绍了一种目前广泛应用于移动机器人领域的连续切换全向轮。通过分析辊子的几何模型,建立辊子轮廓面的参数方程,并提出了两相邻辊子间间隙应满足的条件。根据全向轮与地面的接触条件,提出了基于非Hertz(赫兹)接触理论分析轮缘处辊子与地面接触的变形情况,并将结果与ANSYS有限元方法对辊子接触变形进行对比验证。为此类连续切换轮的结构分析及减小振动提供了理论基础。     

基于ROS的全向巡检机器人底盘ARM控制器设计

以四轮八驱全向移动机器人为研究对象,结合ROS系统软件框架,设计了机器人底盘ARM运动控制器。首先根据底盘硬件架构,得出ARM控制器硬件资源输入需求;根据硬件资源需求对各功能模块原理进行设计,并实际制作焊接了ARM控制器实物;在软件层面上在STM32F407内核上移植了ROS底层封装库,通过Topic话题的订阅和发布与顶层IPC工控机进行数据通信。     

用于竞赛的全向移动机器人设计与运动分析

介绍了用于竞赛的全向移动机器人的设计与构成,运用三维CAD软件Solid Works建模及对其运动学、动力学模型进行详细的研究分析,研究其运动时不同的质心位置轨迹的变化规律及本质,并且建立了该移动机器人适用的运动学方程,使全向移动机器人在竞赛的使用中,更加稳定可靠,争取在比赛中取得更好的成绩。     

电动轮式全向移动机器人行走系统控制算法研究

针对传统的轮式移动机器人在空间狭小、工况复杂的环境下行走困难等问题,设计了一种基于单片机控制的电动轮式全向移动机器人行走系统。结合阿克曼转向原理和电子差速算法对全向机器人进行运动分析,得出不同运动模式下各轮转速与转角的数学模型;利用MATLAB中Simulink模块对模型进行仿真,分析仿真结果并得出结论。为今后全向移动机器人的研究提供一定的参考价值。