一些機器人是全向的,這意味著它們可以在任何時候沿著地平面(x,y) 向任意方 向運動,而不管機器人圍繞它垂直軸的方向。這一層次的機動性需要能朝一個以上 方向運動的輪子。所以,全向機器人經常使用有動力的瑞典輪或球形輪。天王星 (Uranus) 是個很好的例子,如圖2.30所示。這個機器人使用4個瑞典輪,能d立地 旋轉和平移且不受限制。
在室內移動機器人應用中,同步驅動結構(圖2.28)是一種流行的輪子裝配,也是 一個令人很感興趣的結構。因為它雖然有3個驅動和操縱輪,可是總共只用了2個電機。一個平移電機設置3個輪子一起的速度; 一個操縱電機,使所有輪子繞著它們 各自的垂直操縱軸一起旋轉。但要注意的是,輪子是相對于機器人的底盤受操縱的, 所以,沒有直接方法重新設定機器人底盤的方向。實際上,由于凹凸不平輪胎的滑動,在整個時間里底盤方向一定會漂移,造成旋轉的航位測定誤差。
在追求全向性的情況下,同步驅動特別有好處。只要各垂直的操縱軸與各輪胎 的接觸路徑排列一致,機器人就可以經常對其輪子重新定向,并沿著新軌跡運動而不 改變它的腳印。當然,如果機器人的底盤有定向功能,并且設計者有意地打算重新定向底盤,那么當它與一個裝在輪子底盤上的d立旋轉的轉盤結合時,同步驅動則是W 一合適的。商業上的研究機器人,如Nomadics150 或 RWI B21r,都以這種結構出售 (圖1. 12)。
根據航位測定,同步驅動系統一般優于真正的全向結構,但劣于差動驅動和 Ackerman 操縱系統。對此有兩個主要的原因:先,平移電機一般用單根傳送帶驅 動3個輪子。因為驅動鏈中的泥漿和反沖存在,所以不論何時,當驅動電機參與時, Z近的輪子在Z遠的輪子之前開始旋轉,從而引起底盤方向小的改變。連同電機速 度的附加改變,這些小角度偏移會積累,在航位測定期間產生大的方向誤差。其次, 移動機器人底盤的方向無直接控制。根據底盤的方向,輪子的推力可以是高度不對 稱的,2個輪子在一邊,第3個輪子在單d一邊;如果對稱,則一邊1個輪子,另外1個 輪子在前頭或后面,如圖2.22所示。當輪胎-地面滑動時,不對稱的情況會產生各種 類型的誤差,再次在機器人方向的航位測定中造成誤差。
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