【正文】 器來(lái)實(shí)現(xiàn)圖中的信號(hào)邏輯反向。 從目前的機(jī)器人的發(fā)展來(lái)看，全方位移動(dòng)機(jī)器人仍有相當(dāng)大的研究前景，只要所有設(shè)計(jì)者與研究者不斷努力，一定可以使機(jī)器人的應(yīng)用前景更可觀。 另外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了 很多 同學(xué) 的支持與鼓勵(lì)以及同實(shí)驗(yàn)室同學(xué) 的熱心幫助，在此一并表示衷心的感謝。 全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)在許多方面尤其在微型機(jī)器人上應(yīng)用廣泛，如何提高全方位輪的工作效率、承載能力、組合運(yùn)動(dòng)時(shí)的移動(dòng)精度及算法等等，對(duì) 促進(jìn)機(jī)器人事業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。 L298 的驅(qū)動(dòng)電路原理圖設(shè)計(jì)如圖 62。 break。 break。 TR0=1。當(dāng)程序不是很復(fù)雜且對(duì)資源利用要求不高時(shí)，這往往是種不錯(cuò)的方法。當(dāng)點(diǎn)動(dòng)時(shí)要利用 Vt 腳，而自鎖運(yùn)行只要用 D0、 D DD3 四端作單片機(jī)的輸入即可。且考慮到要用到 PWM調(diào)速（暫用單片機(jī)軟件調(diào)制信號(hào)），故采用 1A快速恢復(fù)的續(xù)流二極 管 IN5822。 控制電路的方案選擇 麥克納姆全向移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，要根據(jù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)控制電路。 C. 各車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度能： S3= 24112 Aj ii I ??? () 式中 AjI —— 各輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 由于2239。yV —— 39。 39。) 39。 故有： V ＝ 39。 39。V ， ? 和 r 表示 V 和 a ： 由于動(dòng)系 39。V ＝ 12[ 0]TVV 和轉(zhuǎn)動(dòng) 39。 39。 變化上式可得： 東南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 — 18— （共 31 頁(yè)） ????????????????nnnnJJJJIIII43210000000000001234nnnnVWWWW??????????????????＝????????????????ssssJJJJ43210000000000001234ssssWWWW?????????????? () 即為： nAnVW??????＝ sB sW () 求出其最小二乘解為： nVW??????＝ ? ? 1TTsn n n sA A A B W? （ ） 化簡(jiǎn)上式可得最小二乘的運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題解為： ??????????zyxWVV＝??????????????1111ababababababababllllllll??????????????yyyyWWWW4321＝ ?W??????????????yyyyWWWW4321 () 其中 abl ＝ s+d 。其他結(jié)構(gòu)完全相同（ R1＝ R2＝ R3＝ R4＝ R， r1＝ r2＝ r3＝ r3＝ r），所以得到各車輪的運(yùn)動(dòng)方程： 車輪 1： V ＝ 11jw 或 ??????????zyxwVV＝?????????????????????10022220srRdr??????????zrywww111 () 車輪 2： V ＝ 22jw 或 ??????????zyxwVV＝?????????????????????10022220srRdr??????????zrywww222 () 車輪 3： V ＝ 33jw 或 ??????????zyxwVV＝?????????????????????10022220srRdr??????????zrywww333 () 車輪 4： V ＝ 44jw 或 ??????????zyxwVV＝?????????????????????10022220srRdr??????????zrywww444 () 東南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 — 16— （共 31 頁(yè)） 上面四式中 R、 r、 d、 s 分別為輪子半徑、滾子半徑、同側(cè)輪距、兩側(cè)輪距。可以得到 4 4 的變換矩陣： 東南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 — 14— （共 31 頁(yè)） ?????????????? ??10001000c o ss i n0s i nc o sBzAByABABABxABABABAdddK ???? （ ） 由式 和圖 51 可得到坐標(biāo)系 iC （ i=1,2,3,4）與 L 的變換矩陣： 11 0 00 1 00 0 10 0 0 1LCsdKu????? ????? 21 0 00 1 00 0 10 0 0 1LCsdKu?????? ????? 31 0 00 1 00 0 10 0 0 1LCsdKu?????? ????? 41 0 00 1 00 0 10 0 0 1LCsdKu??????? ????? () 由于各坐標(biāo)系的相應(yīng)坐標(biāo)都平行且同向，所以可得到如上所示的稀疏矩陣，這樣的坐標(biāo)系可以簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。所有這些坐標(biāo)系各相應(yīng)坐標(biāo)軸均平行同向， Z 軸方向符合右手判則。 具體 零件 設(shè)計(jì) 參見(jiàn)附件 圖紙。輪轂的設(shè)計(jì)加工包括輥?zhàn)影惭b直接影響 Mecanum 輪的運(yùn)動(dòng)精度。根據(jù)輥?zhàn)觾啥溯S承選取的尺寸，預(yù)先取一個(gè) min? ，然后利用 Matlab 解方程（或 Newton迭代法）解出 0? ，將 0? 代入上式得到初步的 0l 值，再根據(jù) 0l 取定 輥?zhàn)?長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)值 l 。 cosα = 1 2 3 30 0 1? ? ? ?? ? ? （ ） ? ， Z 都是單位方向矢量，所以有： cosα =Z??3=μ 3=D? （ ） 直線 AB 的方程為： 1cos???Rx=?siny=?z () 因此有直線上點(diǎn)的坐標(biāo)為： 000000cos 1sinx R zyzzz????????? 2020202220200 )s i n(1c os2)1c os()( zr rzrrRzrrRyxzf ???????? () 令 0)s i n(21c os2)1c os(2)( 0202039。239。 1 c o s sin c o s 1 c o s 1 c o s sinP u u u P u P u u u P? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? ? ?23 3 1 2 1 3 2 1 2 3 339。 R=K 由于輥?zhàn)有毕蚍植?，在垂直于輪子軸的輪子 寬度中心的截面上，輪子可以簡(jiǎn)化為如右所示的軸向截面簡(jiǎn)化圖，并不是一個(gè)實(shí)質(zhì)的輪子，由于滾動(dòng)摩擦力很小，輪子能獲得的驅(qū)動(dòng)力將大為減小，故效率降低，承載能力也也有所下降。其它形式的運(yùn)動(dòng)，四個(gè)車輪根據(jù)運(yùn)動(dòng)模型中的轉(zhuǎn)換矩陣來(lái)求得各個(gè)全方位輪的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速。3? 圖 22 車輪組合圖 上圖為采用全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)的車輪組合情況，輪中的小斜線表示觸地 輥?zhàn)?的軸線方向，分左旋和右旋兩種。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，車輪以普通方式沿著垂直于驅(qū)動(dòng)軸的方向前進(jìn)，同時(shí)車輪周邊的輥?zhàn)友刂涓髯缘妮S線自由旋轉(zhuǎn)。美國(guó)卡內(nèi)基 動(dòng)力通過(guò)蝸輪蝸桿 錐齒輪 2 使驅(qū)動(dòng)輪 1轉(zhuǎn)動(dòng)。 由于輪式全方位輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)靈活方便，故其具有一般的輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)所無(wú)法取代的獨(dú)特特性。許多機(jī)、電、計(jì)算機(jī)一體化的新產(chǎn)品誕生，同時(shí)有許多高技術(shù)人才在不斷探索。 東南大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 題目 全向輪機(jī)構(gòu)及其控制設(shè)計(jì) —— Mecanum 輪 的研究與研制 機(jī)械工程 院（ 系 ） 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 學(xué) 號(hào) 02021433 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 起訖日期 設(shè)計(jì)地點(diǎn) I 摘要 隨著機(jī)器人技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)在我們的生產(chǎn)生活中起了非常重要的作用。 omnidirectional mobile robot 目錄 摘要 ?????????? ?????????????????????? I Abstract ?????????????????????????????? II 序言???????????????????????????????? 1 第一章 全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)的介紹 ??????????????????? 2 第二章 麥克納姆輪的 原理及結(jié)構(gòu)?????????????????? 3 單個(gè)輪體運(yùn)動(dòng)原理 ????????????????????? 3 全方位輪協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)原理 ??????????????????? 3 第三章 麥克納姆輪參數(shù)設(shè)計(jì) ??????????????????? ? 5 輥?zhàn)拥膸缀螀?shù)的公式推導(dǎo) ????????????????? 5 輥?zhàn)拥膸缀螀?shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算????????????????? 9 第四章 三維造型與 零件 加工 ??????????????????? 11 輥?zhàn)拥脑O(shè)計(jì)加工 ?????????????????????? 11 輥?zhàn)拥陌惭b輪轂的設(shè)計(jì)加工 ????????????????? 11 全向移動(dòng)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)及裝配 ?????????????? 12 第五章 運(yùn)動(dòng)學(xué) 模型分析????????????????????? 13 坐標(biāo)系的建立 ???????????????????? 13 輪 體 的 雅 可 比矩陣 ?????????????????? 14 復(fù)合方程?????????????????????? 16 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問(wèn)題的解 ?????????????????? 16 運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題的解 ?????????????????? 17 第六章 動(dòng) 力 學(xué)模型 分析????????????????????? 19 復(fù) 合系統(tǒng)在固定坐標(biāo)系中的加速度 ?????????????? 19 加速度能的計(jì)算 ??????????????????? 21 全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程 ????????????? 22 第七章 四輪協(xié)調(diào)的 控制 測(cè)試電路 ??????????? ?????? 25 控制電路的方案選 擇???????????????????? 25 控制電路的設(shè)計(jì) ?????????????????????? 25 遙控部分的設(shè)計(jì)???????????????? ? ?? 25 電機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì) ???????????????????? 26 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) ??????????????????? 27