差动轮系移动焊接机器人机构运动学分析与仿真.pdfVIP

《热加工工艺》2020年11月第49卷第21期

差动轮系移动焊接机器人机构运动学分析与仿真

毛志伟I,陈记超I,周少玲2

(1.南昌大学机电工程学院，江南昌330031;2.江工业职业技术学院，江南昌330095)

摘要：为提高移动焊接机器人跟踪精度，降低控制复杂度，提出了一种复合轮系轮式移动机器人机构。通过复合

轮系传动机构，减少了机器人驱动电机与转向电机数量。在其速度分析基础上获得了机器人无侧滑转向条件。设计了一

种适用于该机器人的双PID控制器，以整圆焊缝轨迹为例，进行了焊缝跟踪控制仿真，跟踪误差小于0.2mm,机器人姿

态变化平稳，各驱动轮无侧向滑动。结果表明，该机器人不仅可实现无侧滑的转向灵活，同时控制简单、跟踪精度高，降

低了机器人成本，提高了焊接质量。

关键词：移动焊接机器人；四轮驱动；焊缝跟踪；无侧滑；运动学建模

DOI:10.14158/j.cnki.1001-3814.

中图分类号:TG409文献标识码：A文章编号:1001-3814(2020)21-0111-06

KinematicsAnalysisandSimulationofMobileWeldingRobotMechanism

BasedonDifferentialGearTrain

MAOZhiwei1,CHENJichao1,ZHOUShaoling2

(1.SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,NanchangUniversity,Nanchang330031,China;2.JiangxiIndustry

PolytechnicCollege,Nanchang330095,China)

Abstract:Inordertoimprovethetrackingaccuracyandreducethecontrolcomplexityofmobileweldingrobot,a

wheeledmobilerobotmechanismwithcompositegeartrainwasproposed.Thenumberoftherobotdrivemotorsandsteering

motorswasreducedbythecompositegeartraintransmissionmechanism.Thesteeringconditionsoftherobotwithoutsideslip

wereobtainedbasedonitsspeedanalysis.AndadualPIDcontrollersuitablefortherobotwasdesigned.Takingthefullcircle

weldtrajectoryasanexample,theweldseamtrackingcontrolsimulationwascarriedout.Thetrackingerrorislessthan

0.2mm,thepostureoftherobotbodychangessmoothly,andthedrivingwheelshavenosideslip.Theresultsshowthatthe

robotcannotonlyrealizeflexiblesteeringwithoutsideslip,butalsohassimplecontrolandhightrackingprecision,which

reducesthecostoftherobotandimprovestheweldingquality.

Keywords