三轮全向足球机器人结构设计与系统模型研究.pdfVIP

维普资讯 三轮全向足球机器人结构设计与 智能工程 系统模型研究 牟学刚，朱 劲 ，蒋 平 (同济大学，上海 200092) ResearchonStructuralDesignandModelingofaThree——wheelOmni——directional SoccerRobot MU Xue—gang，ZHU Jin，JIANG Ping (Tong]iUniversity，Shanghai200092．China) 摘要：讨论 了RoboCup中型组足球 比赛 中，全 身旋转运动调整机器人 的姿态，从而达到终态所需 向机器人 的结构设计及其控制方法，以所设计 的三 的姿态角[1]。这样 ，就使得全 向移动机器人在 比赛 轮驱动的全 向机器人为例 ，对 系统进行 了运动学以 中表现 出运动快速灵活，易于控制 ，进攻性强等优 及动力学的分析与建模 ，最后对系统运动性能进行 点。随着 RoboCup比赛的发展，机器人的灵活性也 了分析探讨 。 越来越 凸现其在 比赛 中的重要性 。因此 ，目前全 向 关键词 ：RoboCup中型组 ；足球机器人 ；全 向运 移动机器人已逐渐成为各个球队设计发展的趋势 。 动 ；结构设计 1 结构设计 中图分类号：TP242．6 文献标识码：A 1．1 全 向轮 文章编号 ：i001—2257(2OO6)05—0038一O4 全向移动机器人具有全向运动能力 的关键在于 Abstract：Thispaperfocusesontheresearchof 其全 向轮系结构 。全 向轮系的基本构造是大轮边缘 mechanicalstructuredesignandcontrollingofaro- 套有侧向小轮 ，这样机器人在横 向移动时始终保持 botfor the competition in RoboCup middle size 与地面为滚动摩擦 ，大大减少移动阻力 。 league．Usingtheexampleoftherobotwith three 目前 ，全向轮结构主要有 2种D ]。一种为互 omni—directionalwheels，whichhasbeendesigned 补结构 ，这种结构运行稳定 ，始终有一个小轮的边缘 byourselves，andthenmodelandanalyzethekine- 可 以着地 ，轮子的宽度较宽，承载能力强 ，但会给空 maticsanddynamicsofthesystem ，atlast，wedis— 间布局带来一定影响，另外着地点会 内外交错，这样 CUSSomni——directionalthemovementcapabilityof 对机器人的旋转会造成非线性影响，使机器人在运 thissystem． 动方 向上有所偏移 。另外一种是非互补结构 ，大轮 Keywords：RoboCupmiddlesizeleague；soccer 外缘使用较多的小轮，这种结构轮子 的宽度可以比 robot；omni— directionalmovement；structure de- 较小 ，并且着地点始终在一个圆上 ，不会对机器人带 sign 来非线性影响[3]，但是 ，由于 2个小轮之间有 间隙， 所 以轮子的直径在运动中会有变化 ，机器人的上下