Mecanum三轮全向移动平台的设计

为了实现在有限空间内对机器人的位置进行精确控制的目的,设计了Mecanum三轮全向移动平台。通过分析滚子的几何模型,建立了滚子轮廓面参数方程和轴截型曲线方程。根据滚子的参数模型得到了全向移动平台速度和Mecanum轮角速度之间的关系方程,完成了全向移动平台控制系统的设计。在此基础上制作了Mecmmm三轮全向移动平台,并进行了运动性能试验。Mecanum三轮全向移动平台可以实现3个互成120°的直线移动和绕自身中心旋转的正、反方向运动,在轮式移动机构中其全向移动能力具有明硅优势。研究结果表明：该移动平台运动方式灵活,能够在狭窄空间中实现精确定位、原地调整姿态和在二维平面上自由运动。     

一种基于驱动万向轮的全向移动平台设计

设计了一种基于驱动万向轮的全向移动平台,克服了麦克纳姆轮的缺点。其中驱动万向轮内部采用齿轮传动,两个电机分别控制滚轮滚动和转向自由度。整体移动平台采用6轮式布置,两个驱动万向轮设置在本体中间,4个被动辅助万向轮设置在本体4个角落,各万向轮通过悬架结构与本体相连接,提高了移动平台的运动稳定性。通过对主体结构进行有限元分析验证了结构的强度与刚度。最后通过对移动平台进行运动学分析,得到了输入转速与移动平台运动速度之间的关系,验证了移动平台的全向移动功能以及轮子布局的合理性,并为移动平台运动控制和离线编程提供了依据。     

全方位轮移动机构的结构设计

介绍了技术较为成熟的麦克纳姆全方位轮的原理结构，分析了由4个麦克纳姆轮全方位轮组成的全向移动机构的运动协调原理，并对麦克纳姆轮进行参数设计，设计装配关键零件，制作成可全方位移动的机器人机构。     

基于轮毂电机驱动的全方位移动平台

将全方位轮和轮毂电机驱动技术结合起来设计了一种新型的全方位移动平台,能在平面上实现任意方向运动,用于空间狭小的场合有较大优势.轮毂轮缘上垂直分布着很多小辊子,每个轮毂内都装有电机;平台采用了轮毂电机直接驱动,较传统电机具有转矩大、损耗小、结构紧凑等优点.     

基于三轮全向移动平台的运动控制系统研究

三轮全向移动平台具有全向移动能力。论文在已开发的机场服务机器人平台基础上,完成了另一种三轮全向移动平台运动控制系统的设计与实现,通过系统建模及运动学分析,采用STM32主控制芯片,无线通信等设备搭载外围硬件系统,实现各种运动模式的控制。经样机实验测试,该移动平台运动灵活,姿态稳定,能在平面更好的实现平移,原地旋转及全方位运动。     

一种履带式全方位移动平台的平顺性分析

针对Mecanum轮式全方位移动平台存在路面适应性差等问题,提出了“全方位移动履带”的结构,并研制出一种履带式全方位移动平台;研究了履带式全方位移动平台的运动平顺性,分别建立了履带式和Mecanum轮式全方位移动平台的虚拟样机,主要完成了两种样机在B~F级不平路面的纵向及横向运动仿真试验;分析了两种样机纵向及横向运动的平顺性,结果表明,履带式全方位移动平台的运动平顺性优于Mecanum轮式全方位移动平台,并总结了路面等级对其纵向及横向运动平顺性的影响规律;在一段土路（相当于C级路面）上完成了平台的平顺性试验,试验结果验证了仿真结果的正确性;因此,履带式全方位移动平台可以改善Mecanum轮式全方位移动平台的路面适应性。     

全向移动平台运动学分析及其自适应控制器设计

在分析Mecanum轮结构及其工作原理的基础上,基于矢量分析法建立了四轮全向移动平台一般形式的运动学模型;针对常规PID控制无法在线自整定及其响应实时性有待提高等问题,采用CMAC(Cerebellar model articulation controller)+PID联合控制策略,设计了全向移动平台嵌入式自适应控制器;进行了直流电机调速MATLAB仿真及实验对比分析,并通过多组典型实验对样机运动性能进行了测试。结果表明,该Mecanum轮全向移动平台运动学模型是合理的,CMAC+PID自适应控制器动态响应速度快、控制精度高、鲁棒性好,样机能在平面内较好地实现横/纵向平移、原地旋转及全方位运动,总体性能可满足工程应用要求。     

基于Mecanum轮全向移动机构运动的控制律分析

根据Mecanum轮的几何结构特点,计算了基于Mecanum四轮全向移动机构的控制律,得出Mecanum轮转速变化规律,对Mecanum轮运动过程进行仿真,分析了Mecanum轮几何参数对其角速度、角加速度的影响,提出改进Mecanum轮设计结构降低驱动电机转矩脉动的方法;根据设定速度下系统期望位移的大小,计算了采用恒转速控制时电机转速大小,降低了电机控制复杂程度,并将所得结论应用于工程实践中,所得实验数据证明了该方法正确可靠。     

基于全向轮驱动的重型设备转运安装平台设计

针对柴油发电动机组、降湿机组等重型设备转运安装受场地条件限制,不适宜起重吊装设备使用的现状,设计了基于全向轮驱动的重型设备转运安装平台,研究确定了液压泵站、油缸、行走机构、全向轮、调整装置、升降装置及卡具的规格型号、连接方式、安装形式等,同时完成了结构设计计算。该平台可实现重型设备在狭小空间条件下的快速装载、转运、就位及找平找正,提高设备转运安装自动化程度,降低安全隐患,提高施工效率。     

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。     

全方位移动平台全向运动的分析

针对行走机构、动力系统结构、软件控制结构简要介绍了全方位移动平台实现全向运动的三个条件,提出了一种方便理解判断的逆向分析法,实际证明该方法简单有效。     

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。     

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。     

一种全方位移动平台的运动特性研究

以4轮正交驱动全向轮圆形底盘全方位移动平台为研究对象,采用逆运动学方程建立了平台的运动学模型。在分析各驱动轮协调运动实现平台的原地旋转、横向、纵向和斜向4种基本运动形式的基础上,研究了该平台在圆弧和直角弯道的路径规划。在圆弧弯道路径中,通过Matlab仿真得出平台中心在圆弧轨迹中各驱动轮的速度和加速度曲线,证明了全方位平台中心圆弧运动的可行性。在直角弯道路径中,列举3种可顺利通行的运动组合形式,并以时间为标准确定了最优路径,进一步证实了全方位移动的特点及平台运动的机动性。     

一种履带式全方位移动平台的越障性能分析

基于全方位移动平台适应非结构化地形的需求,并结合传统履带式平台的越障性能,提出了一种履带式全方位移动平台的结构;研究了该平台的越障性能,主要分析了其爬坡、越台阶及爬楼梯性能;设计了履带式全方位平台的虚拟样机,并利用Adams软件完成了样机爬坡、越台阶及爬楼梯的仿真试验;结合试验结果,总结了履带式全方位移动平台对上述三类障碍的几何包容条件,为其越障选择提供了依据。     

基于全向轮的移动式舞台设备的设计研究

针对舞台上的演员、道具、布景的移动或变换问题,对同类产品的运动形式、全向轮底盘系统、转台支撑系统、车轮减震系统、控制系统等方面进行了研究,对四轮式全向轮式驱动底盘的运动速度和轨迹进行了分析,提出了一种基于全向轮、ARM Cortex-M4内核嵌入式处理芯片以及CAN总线的舞台平面智能移动设备,提出了推力轴承结合万向轮系的转台支撑结构以及线轨结合螺旋弹簧的车轮减震结构,利用Keil u Vision 5作为开发环境编译程序控制驱动电机的转速,利用SolidWorks三维建模功能进行了外形设计,利用SolidWorks的Motion分析功能先后对舞台设备在给定路径下的反向和正向运动进行了仿真分析。研究结果表明,该舞台移动设备能够灵活多变地实现任意给定的平面运动轨迹,并实现较高的空间利用率,运动平稳、可靠性高。     

四轮全向机器人的运动控制

主要介绍一种自研的全向轮底盘和定位系统,运用正交码盘和陀螺仪,采用基于Bezier的曲线路径规划,融合梯形加减速和速度分解等算法,建立机器人的运动学方程。多次验证实验表明,该系统的控制精度较高,能在高速运动的同时精确到达指定位置。     

一种球形轮全向驱动平台的设计研究

设计了一种具有自主动力可实现全向传输的球形轮全向驱动平台。平台由单球形轮模块按照物料输送的要求进行组合,平台上的物料在球形轮的摩擦作用下可按预定轨迹实现全方位输送;详细分析了该平台全向驱动的原理,建立了该平台在输送时的动力学模型,基于所建模型,用ADAMS仿真分析了沿直线和圆弧方向传输时物料质心的运动轨迹,验证了平台动力学模型的正确性与控制算法的可行性。