轮式移动机器人的结构设计

系统为目前普遍的研究对象,因为其结构相对简单,比较容易实现。在设计移动机器人时也应遵循以下机构设计原则: 1、总体结构应容易拆卸,便于平时的试验、调试、和修理。 2、应给机器人暂时未能装配的传感器、功能元件等预留安装位置,以备将来功能改进与扩展。 3、采取模块化设计,各个功能模块之间相互独立装配,互不干扰。通过对以上方式的比较,我们选用轮子方式做为机器人运动方式,它符合我们的设计要求:适应室内活动环境,需要动力较小,能量消耗少,结构实现简单可靠。 2.2 轮式机器人驱动方案设计轮式机器人的机械结构如图 2-1 : 图2-1 后轮驱动,前轮转向结构机械/机电/模具/数控毕业、课程设计 QQ_2947387549 现成资料 CAD/Proe/Solidworks 图,另可定制机械/机电/模具/数控毕业、课程设计 QQ_2947387549 现成资料 CAD/Proe/Solidworks 图,另可定制根据设计需要和实现的难易程度选择了图 2-1 中的驱动方案机器人,称之为后轮驱动轮型机器人,它是一种典型的非完整约束的轮式移动机器人模型。后轮为驱动轮,方向不变,提供前进驱动力,两轮驱动速度相同;前轮为转向轮,称为舵轮,通过转向系统同步控制两轮转向,使机器人按照要求的方向移动。轮式移动机构又主要分三个轮、四个轮、三轮支撑理论上是稳定的,然而这种装置很容易在施加到单独轮的左右两侧力 F作用下翻倒,因此对负载有一定限制。为提高稳定性和承载能力,决定选用四轮机构,后轮为两驱动轮,两个转向轮为前轮, 具体结构模型见 UG图2-2 。这种结构能实现运动规划、稳定以及跟踪等控制任务, 可适应复杂的地形,承载能力强,但是轨迹规划及控制相对复杂。图2-2 小车整体结构 UG模型图 2.2.1 轮式机器人驱动轮的组成 1)后轮驱动装置机械结构模型图如图 2-3 : 图2-3 后轮驱动装置机械结构模型