mecanum轮全方位移动机器人技术及其应用 王兴松

《mecanum轮全方位移动机器人技术及其应用 王兴松》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·综述与展望·王兴松·Mecanum轮全方位移动机器人技术及其应用Mecanum轮全方位移动机器人技术及其应用王兴松(东南大学机械工程学院，江苏南京210096)摘要:全方位移动机器人是指在地面可以进行前后、左右、原地回转等任意方向移动的机器人技术，Mecanum轮全方位移动机器人具有本体结构简单、控制性能优良、通过性好的全方位运动性能，在工程应用中得到越来越广泛关注。介绍了Mecanum轮机器人的全方位移动原理、Mecanum轮的结构设计与制造技术、精确运动控制技术、自动循迹及路径规划技术，并介绍了其在国内外军事与民用领域的典

2、型工程运用。关键词:全方位移动机器人;Mecanum轮;自动循迹;路径规划中图分类号:TP24文献标志码:A文章编号:1671-5276(2014)03-0001-06IntroductionofMecanum-wheelsBasedOmni-directionalMobileＲobotswithApplicationsWANGXing-song(SchoolofMechanicalEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract:Omni-directio

3、nalmobilerobotscanmoveinalldirections，e．g．backandforth，sidewayandspin．Duetotheirsimplestructures，goodcontrolperformancesandpassingthroughabilities，Mecanum-wheelsbasedomni-directionalmobilerobotsattractextensiveattentionworldwideinindustriesinrecentyears．Theprincipleo

4、fomni-directionalmovingabilitiesofthemobilerobots，thedesigningandmanufacturingmethodsofMecanumwheels，andthemotioncontrolandpathfollowingaswellaspathplanningtheo-riesofMecanum-wheelsbasedmobilerobotsareallbrieflyintroducedinthispaper．Finally，variesmilitaryandcivilappl

5、icationsaredemonstratedalsointhisreview．Keywords:omni-directionalmobilerobot;mecanumwheel;pathfollowing;pathplanning1全方位移动的定义及常见形式全方位移动机器人是在平面内具有前后移动、左右移动和原地回转三个独立运动自由度的移动机器人。由于其具有原地零半径回转和横移的特点，非常适合在狭小空［1］间或对机器人的机动性要求高的场合。另外，在需要精确定位或跟踪复杂路径时，利用其可以原地回转的特点，全方位移动机器人能适合更为

6、复杂、紧凑的工作［2］环境。目前国内外很多机构展开了全方位移动机器人的研［3-4］制工作，在机器人车轮的设计制造、机器人上车轮的轮子配置方案、以及机器人的运动分析和路径规划等方面，进行了广泛的研究，形成了具有不同特色的全方位移［5］动机器人，较为常见有三种:麦克纳姆轮式全方位移动机器人、全轮偏转式全方位移动机器人和caster轮式全方［6-7］位移动机器人，见图1(a)-(c)。其中，基于Mecanum轮的全方位移动机器人具有整车机械结构简洁、运动控制灵活、通过性好等优点，近年来［8-9］得到更为广泛的应用。作者简介:王兴松(1

7、965－)，男，江苏南京人，博士学位，东南大学机械学院教授，博士生导师，机械电子系主任，中国机械工程学会机床专业委员会常务理事，长期从事机器人与自动化理论及应用研究，获江苏省科技进步奖2项，发表论文130余篇，发明专利授权14篇。MachineBuildingAutomation，Jun2014，43(3):1～6·1··综述与展望·王兴松·Mecanum轮全方位移动机器人技术及其应用以机器人的中点O为原点在车架上建立一个用户坐标系∑O，机器人的前方为x轴的正向，向左行驶的方向为y轴的正向。假设车身长为2L，宽为2l，麦克纳姆轮

8、轮毂轴线和辊子轴线夹角为α，相应地Vi(i=1，2，3，4)是四个轮由电机驱动产生的线速度且Vi=Ｒw×ωi，其中Ｒw是车轮的半·径，θi=ωi是对应车轮的旋转角速度。根据Mecanum轮机器人运动学分析结果，在已知机器人x方向移动的速度vx、y方向移动的速度v