不同機(jī)制機(jī)分別包括差分驅(qū)動、阿卡曼輪驅(qū)動、三輪驅(qū)動、舵輪驅(qū)動、奧姆輪驅(qū)動、麥克納姆輪。在ros體系下,速度一般有g(shù)eometry_msgs/Twist來表示。一般對于底盤的移動地盤來說,只會有xy以及 垂直于地面Z方向上的旋轉(zhuǎn)w,三個數(shù)值來定義。
移動機(jī)器人的底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計有很多種,其中每一種還有一些細(xì)分。這里只介紹比較粗的大類,其中主要有差分驅(qū)動,阿卡曼輪驅(qū)動,三輪驅(qū)動,舵輪驅(qū)動,奧姆輪驅(qū)動。
每一個對于給定ros速度信息時的速度解析,會根據(jù)其自身的構(gòu)造與運動特點而發(fā)生變化,下面就會針對每一個構(gòu)造,給出具體的速度解析公式,以方便之后有需要時參考。其中有一些共同的基礎(chǔ)理論,及底盤的旋轉(zhuǎn)中心ICC到每個輪子計算出的方向應(yīng)該是垂直的,而對應(yīng)輪子的速度為 到輪子的距離r 乘以角速度w。
差分驅(qū)動是最常見的一種驅(qū)動方式,相對來說也是最簡單的一種,其中差速還可以分為兩輪差速,多輪兩側(cè)差速,多輪履帶差速等等,其外形雖有差別,但核心基本類似。主要是通過控制底盤兩側(cè)的速度(大小與方向),使得底盤可以達(dá)到設(shè)定速度與朝向。 差分解析的文章很多,這里就不再贅述,分享一下別人的文章內(nèi)容即可。例如這里的差分驅(qū)動簡介 ,簡介2 以及ROS速度解析。 其主要需要知道一些必要的物理參數(shù),例如機(jī)器人的寬度等。
這里主要想說一下,差速輪的可能出現(xiàn)的問題。 第一個,DC電機(jī)控制輪子時,由于電機(jī)性能的微小差異,在給定相同速度下,輪子出現(xiàn)快慢不一的情況,可能需要一個比例參數(shù),來調(diào)和兩邊的電機(jī)速度。第二,由于差分很大程度上依賴地面摩擦,而在打滑的情況下,很容易出現(xiàn)給定速度與實際速度出現(xiàn)差異,對行走效果產(chǎn)生影響,甚至?xí)霈F(xiàn)一定程度上的側(cè)移。
來自百度百科,阿克曼轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是為了解決汽車在轉(zhuǎn)向時,由于左、右轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向半徑不同所造成的左、右轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角不同的問題。根據(jù)阿克曼轉(zhuǎn)向幾何設(shè)計轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),在車輛沿著彎道轉(zhuǎn)彎時,利用四連桿的相等曲柄,可以使內(nèi)側(cè)輪的轉(zhuǎn)向角比外側(cè)輪大大約2~4度,使四個輪子路徑的圓心大致上交會于后軸的延長線上瞬時轉(zhuǎn)向中心,從而讓車輛可以順暢的轉(zhuǎn)彎。
三輪驅(qū)動,主要由一個可以控制方向的前輪,與兩個控制速度的后輪組成,ICC的位置一定在垂直于后輪的水平線上。
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