基于Omni轮的全向移动机构的设计.pdf

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1、现代制造、工艺装备IXiandaiZhiza0Gongyizhuangbei基于Omni轮的全向移动机构的设计窦忠字(贵州大学机械学院，贵州贵阳550025)摘要：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。关键词：Omni轮；全向移动机器人；F2812；轨迹跟踪中

2、图分类号：TP242．6文献标识码：A文章编号：1002—6886(2014)01—0001—04DesignofomnidirectionalmobilemechanismbasedonomniwheelDOUZhongyuAbstract：Inordertoachieveinalimitedspaceformovementinanydirection，usingtheOmniwheelstructure，designedafouromnidirectionalmobilerobot．WechooseF2812a

3、sthecontrolchip，theuseofwheel—controlmethodstoobtainthedesiredspeedandtrajectoryoftherobot，designofhardwareandsoftware，tobuildanomnidirectionalmobilerobot，hasob—tainedthegoodeffectintheexperiment，tomeettherobotcontrolrequirementsfortrackingcontrolstudieslayago

4、odfoun—dationKeywords：Omniwheel；omnidirectionalmobilerobot；F2812；trajectorytracking构的全向轮也不断出现，其性能也在提升着。按照O引言使用方式的不同，可以分为单个全向轮和组合全向随着现代科技的发展，移动机器人的用途越来轮。单个全向轮通过一个轮子在平面内具有全部的越广泛，传统的移动机器人已不能适应人们的需求，自由度，通常是球型全向轮j。组合全向轮一般有可以进行自由、灵活移动控制的机器人成为了研究多个轮子组合，通过运动合成，从而达到全向运

5、动的的热点问题，本文设计了一种基于瑞士轮的全向移效果。组合全向轮的主要类型有Mecanum轮J，瑞动机构，可以在狭小的空间里进行全向运动。全方士轮J，正交轮等，根据各自的特点应用于不同的位移动机器人在工业生产，家庭服务，科研教育等方场合。如图1所示，Mecanum轮的轮缘上有许多的面都有着广泛的前景。小轮子，滚轮与母轮的轴线一般称45。，它的外包络与传统运动轮相比，全方位移动机器人具有在线为圆，可以实现平滑的全向运动，但是也由于它的平面内的3个自由度，可以完成任意方向的移动，它结构，这种轮子的承载能力较差，结构复杂

6、，加工的的灵活性使得其获得了广泛的应用和研究。RoBo．成本较高。如图2所示，Omni轮的从动轮轴线与轮cup足球机器人比赛就是全方位移动机器人的一个子的轴线垂直，小辊子滚动时的滚动摩擦可以忽略重要实验和应用领域，高性能的运动控制方法对于不计，轮子与地面的接触线为连续的圆弧，结构也较机器人的性能提升具有重要意义，而全向移动机器为紧凑。人就是一个良好的实验和验证各种控制方法的平本文在设计全向移动平台的基础上，对于移动台。机器人的控制系统进行设计，采用DSPF2812作为应用的全方位轮种类多，样式也各有不同，新结控制芯

7、片，通过串口或CAN总线与上位机通信，从2014年第1期1观代嬲IⅪModern删Machineq而获得速度或路径参数，通过驱动器控制电机，实现受径向力，还有一部分的轴向力，满足使用要求，轴对于机器人的控制需求。承内圈由轴肩及轴套来固定，具体选择的型号为61900。对于小辊子的材料，考虑到其需要足够的耐磨性及重量，选择聚乙烯，在小辊子表面进行处理，增大与地面的摩擦性。轮毂的结构有上下两层，每一层都有8个凸台，凸台两侧有长方形槽，用于安装小辊子，轮毂的中心两侧有对称的孔，用于安装轴承，在中心部位有一个孔带有两个矩形槽

8、。对于轮毂要选用重量轻，强度高的材料，可以使用铝合金。图lMecanum轮图2Omni轮1．2轮系的布局根据海丹的研究，全向轮在构成全向移动平台时，可以以不同数目的全向轮以不同的方式进行组1全向移动机构的设计合J。综合考虑结构的复杂性，控制的难易程度，1．1全向轮的结构设计花费成本等各方面的因素，在实际的应用中更多的在RoboCup比赛中，近年来瑞士轮的使用