按照设计要求,首先要对底盘的运动方案进行设计,团队成员对底盘的可选运动和控制方式进行了初步评估和分类,列出了相应底盘的优缺点,通过选择分析,目前已经基本确定了机器人的底盘方案为麦轮底盘,完成了该阶段的项目任务。
以下为底盘评估报告的部分内容:
(一)底盘运动方案评估
主要分为足式底盘和轮式底盘两大类。
1.足式底盘:参考四足机器人的运动方案,仿生四足动物的运动过程,通过四条(或多条)机械腿协调配合,从而实现全向运动,但经过对四足机器人运动系统的调研学习和分析,足式底盘的运动机构设计相比轮式而言具有相当的复杂性(足式机器人的控制系统一般作为单独的课题进行设计和研究),且机械足的控制也十分复杂,难以做到精确控制、对驱动力要求极高(一般采用液压驱动或者高扭矩的电机驱动)。
2.轮式底盘:采用各种轮结构实现运动,根据轮胎的类型可分为:全向轮底盘、麦轮底盘、惰轮底盘、胶轮底盘等,根据安装方式和使用轮胎的个数又可分为:三轮全向底盘、四轮全向底盘、正交底盘、正方形底盘、X型底盘、米字形底盘等等,轮式底盘种类丰富,具有结构紧凑、运动稳定可靠、运动精度高、价格经济、控制较为简单等优势,更加符合我们机器人的设计要求,故相比于足式底盘,轮式底盘是更佳的选择。
3. 三种轮式底盘的分析、比对及方案选择:
(1)胶轮:
优点:准确性高、速度快。
缺点:灵活性相比全向轮和麦轮更低,需要单独的电机来控制实现转向,控制难度较高。
(2)麦克纳姆轮:
优点:易于实现全方向移动、稳定性较好、承载能力强、抓地性强、可平行安装,较容易保证安装精度、团队对麦轮的使用控制有借鉴和实践。
缺点:本身的重量较重、滚子存在速度流失的情况、且滚子容易磨损。
(3)全向轮:
优点:易于实现全方向移动、不同的安装方式可实现结构的简化、可达到不同的需求。
缺点:全向轮无法安装在相互平行的轴上、60°,90° 或 120° 等角度安装时安装精度不好保证。
(4)底盘方案选择:
三者均能够实现底盘的全向移动,且都有自身独特的优势,考虑到所设计的机器人需要较好的稳定性、整体重量较重,且底盘运动速度不是首要因素。综合考虑,决定选择麦轮底盘作为机器人的底盘方案。
(二)项目存在的问题:
摆球机构、踢球机构设计可供参考的资料较少,该部分分析评估工作仍在思考探讨中。
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