自主定位機(jī)器人三角底盤(pán)的搭建及控制分析

蔣冬清，李三雁

自主定位機(jī)器人三角底盤(pán)的搭建及控制分析

蔣冬清，李三雁

（四川大學(xué)錦城學(xué)院，四川 成都 611731）

介紹了一款三角全向輪自主定位機(jī)器人底盤(pán)的搭建，包括全向輪型號(hào)的選擇、動(dòng)力系統(tǒng)的介紹以及機(jī)器人定位系統(tǒng)的選用，并完成了機(jī)器人底盤(pán)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析。此外還分析了機(jī)器人三角底盤(pán)的運(yùn)動(dòng)特性，給出在平移和旋轉(zhuǎn)的工作情況下各全向輪的速度計(jì)算公式。完成了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的控制分析，給出控制流程。最后搭建了實(shí)物模型，實(shí)物模型運(yùn)行平穩(wěn)，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的底盤(pán)自轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)位置精度在±20 mm以?xún)?nèi)，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，從而驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

三角全向輪；機(jī)器人；底盤(pán)；自主定位

隨著工業(yè)自動(dòng)化和自動(dòng)化餐廳等設(shè)施不斷普及，工業(yè)機(jī)器人和各行各業(yè)服務(wù)型機(jī)器人的研究都是當(dāng)前的熱點(diǎn)，這些機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)定點(diǎn)移動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)在于機(jī)器人的底盤(pán)設(shè)計(jì)。機(jī)器人底盤(pán)有兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：①機(jī)器人的行走方式；②能提供實(shí)時(shí)位置和方位信息的定位技術(shù)。

目前比較常見(jiàn)的機(jī)器人行走形式有足式、輪式和履帶式結(jié)構(gòu)?？紤]到機(jī)器人平衡等原因，一般工業(yè)和服務(wù)型機(jī)器人會(huì)選用輪式或者履帶式移動(dòng)結(jié)構(gòu)；而對(duì)于服務(wù)或者輕工業(yè)輔助機(jī)器人，為了方便其轉(zhuǎn)向和移動(dòng)，一般會(huì)選用輪式結(jié)構(gòu)。本文將對(duì)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)向十分靈活的三角全向輪底盤(pán)做詳細(xì)介紹。

移動(dòng)機(jī)器人常用的室內(nèi)定位方式有無(wú)線定位技術(shù)（包括Wi-Fi、藍(lán)牙、RFID、紅外線、超寬帶、ZigBee和超聲波定位等）、視覺(jué)導(dǎo)航技術(shù)、激光導(dǎo)航技術(shù)、基塔定位等，在不同領(lǐng)域都有一定的運(yùn)用，但這些方式要么定位精度不夠，要么處理速度不夠，或者價(jià)格較高。本次機(jī)器人底盤(pán)研究中，選用了性?xún)r(jià)比較高的基于編碼器和陀螺儀的室內(nèi)平面定位技術(shù)[1-3]。

通過(guò)對(duì)三角全向輪的自主定位機(jī)器人底盤(pán)搭建及控制分析研究，希望對(duì)后續(xù)室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人的研究和普及提供一定的參考。

1 三角底盤(pán)的結(jié)構(gòu)搭建

1.1 全向輪及其動(dòng)力系統(tǒng)

1.1.1 全向輪選型

全向輪一般包括輪轂和從動(dòng)輪兩個(gè)部分，在輪轂的外圓周處均勻開(kāi)設(shè)有3個(gè)或3個(gè)以上的輪轂齒，每?jī)蓚€(gè)輪轂齒之間安裝有一個(gè)從動(dòng)輪，這些從動(dòng)輪的徑向方向與輪轂外圓周的切線方向垂直。全向輪能夠靈活地向各個(gè)方向自由移動(dòng)，不光能在輪轂切線方向運(yùn)動(dòng)，與切線垂直的部分也能以滾動(dòng)摩擦的形式進(jìn)行移動(dòng)。幾個(gè)輪子配合使用，可以實(shí)現(xiàn)底盤(pán)或者小車(chē)的各方位低摩擦運(yùn)動(dòng)。全向輪可以像一個(gè)正常的車(chē)輪或使用從動(dòng)輪的輥側(cè)向滾動(dòng)，其膠輥提供了極大的靈活性[9]，適用于大部分輪式的機(jī)器人、手推車(chē)、轉(zhuǎn)移輸送機(jī)、貨運(yùn)車(chē)、行李等。

全方位車(chē)輪性能完善，與傳統(tǒng)車(chē)輪相比有較大優(yōu)勢(shì)。首先，全方位輪無(wú)需潤(rùn)滑，使用方便；其次，其現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和安裝非常簡(jiǎn)單。

全向輪一般可分為單盤(pán)和雙排兩種類(lèi)型。其中，單盤(pán)全方位輪的從動(dòng)輪是單排的，而雙排全方位輪的從動(dòng)輪有兩排，兩排從動(dòng)輪相互配合。相比于單排的全向輪，雙排的全方向輪滾筒之間沒(méi)有死區(qū)，且承載力更強(qiáng)，因此優(yōu)先選擇雙排全向輪。

本次設(shè)計(jì)的全方位機(jī)器人的背景為機(jī)器人競(jìng)賽，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了尺寸限制，因此選用成都航發(fā)公司的CL-13全向輪，其直徑127 mm，寬度39 mm，中心孔徑6 mm，承載能力50 kg。此全向輪采用橡膠材質(zhì)的小輪和鋼制鍍鋅輪轂，且每個(gè)從動(dòng)小輪內(nèi)使用了尼龍滑動(dòng)軸承，使運(yùn)行阻力更小，同時(shí)具有多種安轉(zhuǎn)尺寸可選，性?xún)r(jià)比較高，能滿足競(jìng)賽的精度要求[3]。

1.1.2 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

為達(dá)到控制精度要求，萬(wàn)向輪的動(dòng)力提供選用了瑞士maxon公司的RE35直流伺服電機(jī)，其額定功率90 W，最大持續(xù)扭矩73.2 N·m。額定電壓24 V，額定空載轉(zhuǎn)數(shù)7670 rad/min，配有減速比14:1的行星減速箱，編碼器為標(biāo)配光電式的5線雙通道輸出編碼器。

由于一般的室內(nèi)機(jī)器人的尺寸及功率都會(huì)有所限制，因此制作過(guò)程中需選用體積小、控制精度高、信號(hào)傳輸穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)器，經(jīng)過(guò)反復(fù)比較最終確定使用艾克申公司的Spinach直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，參數(shù)如表1所示。

表1 直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)

驅(qū)動(dòng)器第一次使用時(shí)需要進(jìn)行電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)的PID參數(shù)調(diào)試與設(shè)置，這是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，需要詳細(xì)觀察被控電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)與上位機(jī)監(jiān)控界面的數(shù)據(jù)圖作對(duì)比，調(diào)試出最合適的PID參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。在設(shè)置時(shí)應(yīng)該特別注意，三角底盤(pán)的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)器都應(yīng)單獨(dú)設(shè)置，其設(shè)定的各個(gè)環(huán)節(jié)的PID參數(shù)都有所不同，第一次設(shè)定好之后，后續(xù)就可以用控制器的程序直接對(duì)電機(jī)進(jìn)行伺服控制。

1.1.3 控制處理器的選擇

由于該機(jī)器人底盤(pán)設(shè)定為室內(nèi)機(jī)器人，因此，首先，對(duì)于單片機(jī)工作環(huán)境沒(méi)有過(guò)于苛刻的要求，其次，對(duì)于單片機(jī)的尺寸大小有限制要求，再者，由于要實(shí)時(shí)定位并進(jìn)行校準(zhǔn)，所以對(duì)于單片機(jī)的運(yùn)算速度有較高要求。綜合上述原因，選擇了ARM類(lèi)型的STM32單片機(jī)。

STM32單片機(jī)的型號(hào)有很多，基于該室內(nèi)機(jī)器人底盤(pán)的設(shè)計(jì)需求，其需要滿足I/O口較多、內(nèi)存RAM適中、運(yùn)算速度快等要求，最終選用STM32F103ZET6型號(hào)來(lái)完成該底盤(pán)的控制計(jì)算。

1.2 定位方式的選擇

1.2.1 定位系統(tǒng)

本機(jī)器人底盤(pán)選用艾克申定位系統(tǒng)進(jìn)行定位。這是一種專(zhuān)門(mén)用于移動(dòng)機(jī)器人平面定位的位置傳感系統(tǒng)，機(jī)器人通過(guò)該系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)位置和角度信息，實(shí)現(xiàn)自主定位與導(dǎo)航。定位系統(tǒng)采用MEMS慣導(dǎo)技術(shù)與磁阻位移測(cè)量技術(shù)，通過(guò)集成互補(bǔ)濾波算法、卡爾曼濾波算法以及艾克申A-Fusion算法，保證機(jī)器人定位的可靠性與準(zhǔn)確性[4-5]。該定位器通過(guò)高精度陀螺儀與正交編碼器相結(jié)合，計(jì)算相對(duì)于初始位置（坐標(biāo)為0, 0位置）的運(yùn)動(dòng)軌跡和坐標(biāo)角度信息，通過(guò)簡(jiǎn)單的算法就可以得出移動(dòng)單元時(shí)刻的坐標(biāo)位置，廣泛應(yīng)用于各種室內(nèi)機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)。該定位器的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，采用正交全向輪，小輥?zhàn)觾?nèi)置軸承，阻力較小，可以測(cè)出任意方向的移動(dòng)量，最大限度地減少打滑帶來(lái)的影響，極大地提高了定位的精度與準(zhǔn)確性。

1.2.2 定位系統(tǒng)的注意事項(xiàng)

室內(nèi)定位系統(tǒng)屬于高精度傳感設(shè)備，安裝位置的準(zhǔn)確度與輸出的角度、坐標(biāo)信息緊密相關(guān)，如果實(shí)際安裝位置與理論安裝位置有偏差，會(huì)造成較大誤差，所以制作過(guò)程中需嚴(yán)格按照以下建議安裝。

（1）該定位系統(tǒng)具有廣泛的適用性，可以安裝在移動(dòng)底盤(pán)的任何位置，然后通過(guò)公式將定位系統(tǒng)的坐標(biāo)、角度等信息轉(zhuǎn)換為整體的坐標(biāo)、角度信息。為了保證更好的性能，優(yōu)先推薦定位系統(tǒng)中心與移動(dòng)物體幾何中心重合，軸方向?yàn)橐苿?dòng)底盤(pán)運(yùn)動(dòng)正方向；其次推薦定位系統(tǒng)中心在移動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)軸線上；當(dāng)然也可以安裝在底盤(pán)的任意位置，但安裝位置與移動(dòng)單元中心的相對(duì)距離和角度必須確定。

圖1 定位器的外形結(jié)構(gòu)

（2）該定位系統(tǒng)本身具有彈簧懸掛，這個(gè)懸掛可以保證編碼器輪時(shí)刻與地面接觸。彈簧懸掛的浮動(dòng)距離為30 mm，安裝面距離地面的高度應(yīng)當(dāng)控制在30～60 mm，為了達(dá)到最佳的浮動(dòng)效果，建議安裝面距離地面45 mm。

（3）螺釘僅作為設(shè)備連接使用，為了保證多次安裝的一致性，建議在設(shè)備安裝位置加上卡位設(shè)計(jì)。

（4）使用過(guò)程中遠(yuǎn)離振動(dòng)源。

（5）保持水平安裝。

1.3 機(jī)器人底盤(pán)結(jié)構(gòu)搭建

一般室內(nèi)地面比較平整，因此室內(nèi)機(jī)器人底盤(pán)多采用輪式結(jié)構(gòu)。輪式又分為四輪和三輪，為了使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)向更加靈活，設(shè)計(jì)中采用了由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向輪帶動(dòng)的三輪底盤(pán)系統(tǒng)，其外形結(jié)構(gòu)如圖2所示，該底盤(pán)三個(gè)萬(wàn)向輪呈120°均勻分布，為了保護(hù)電機(jī)，電機(jī)與支撐板采用支撐架和電機(jī)軸套進(jìn)行固定。

圖2 三角底盤(pán)結(jié)構(gòu)

底盤(pán)支撐上層機(jī)器人的重量，采用8 mm的鋁合金板，根據(jù)實(shí)際承載情況添加邊界和約束條件，在UG中進(jìn)行有限元分析，得圖3，最大變形量為3.104E-003，出現(xiàn)在圖示1的位置，該變形量情況基本滿足使用要求，與實(shí)際使用情況也吻合。

圖3 底盤(pán)支撐板變形量分析

2 三角底盤(pán)的運(yùn)動(dòng)分析

2.1 三角全向輪底盤(pán)移動(dòng)原理分析

三角全向輪機(jī)器人底盤(pán)運(yùn)動(dòng)是由3個(gè)全向輪的速度合成而來(lái)，全向輪底盤(pán)結(jié)構(gòu)如圖4所示，設(shè)定輪子旋轉(zhuǎn)正方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，機(jī)器人正向位置如圖所示。

v為底盤(pán)的運(yùn)動(dòng)速度；θ為底盤(pán)運(yùn)動(dòng)方向和機(jī)器人正向間的夾角。

根據(jù)三角函數(shù)及速度合成可以得出，三角底盤(pán)平移時(shí)各輪速度為：

2.2 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)器人底盤(pán)旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)分析

底盤(pán)在平動(dòng)的同時(shí)繞任中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)和上述分析類(lèi)似，只是引入一個(gè)姿態(tài)角（底盤(pán)的平移運(yùn)動(dòng)方向與世界坐標(biāo)系軸的夾角），底盤(pán)旋轉(zhuǎn)角速度為，此時(shí)有：

式（2）代入式（1），得到該三角全向輪機(jī)器人自主運(yùn)動(dòng)時(shí)三個(gè)全向輪的速度大小為：

式中：為全向輪的半徑，mm。

根據(jù)機(jī)器人移動(dòng)所需要的速度和旋轉(zhuǎn)姿態(tài)的要求，按照式（3）就可以反推出每個(gè)全向輪的線速度。

2.3 各電機(jī)角速度的控制

伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)脈沖信號(hào)與電機(jī)編碼器通訊，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)以及加速度、位置。所以要對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行控制，則需要計(jì)算出電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈所需的脈沖數(shù)。

編碼器為500線，且使用AB兩相輸入信號(hào)，可以4倍頻，電機(jī)是14:1的減速比，所以轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所需脈沖數(shù)為：

＝500×4×14＝28000 （4）

也就是說(shuō)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，需要伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出28000個(gè)脈沖。

由于輪子直徑為127 mm，因此周長(zhǎng)約為398.78 mm，所以約為70.2141532 脈沖/mm，則所需脈沖頻率與線速度的關(guān)系為：

＝×70.2141532 （5）

式中：為所需輪子線速度，mm/s；為所需脈沖頻率，脈沖/s。

結(jié)合式（3）和式（5）就可以計(jì)算出每個(gè)驅(qū)動(dòng)器所需脈沖頻率，進(jìn)而通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。

3 控制流程設(shè)計(jì)

3.1 控制要求

根據(jù)本三角底盤(pán)設(shè)計(jì)的背景，對(duì)控制部分提出以下要求：

（1）控制中心開(kāi)機(jī)時(shí)，需要快速完成底盤(pán)各個(gè)單元的初始化設(shè)置，并且在初始化各個(gè)單元的同時(shí)，需要對(duì)未能正確初始化的單元進(jìn)行報(bào)警，以便及時(shí)排查故障原因，減少機(jī)器人調(diào)試以及使用過(guò)程中排查故障原因的時(shí)間，提高工作效率。

（2）完成各個(gè)單元初試化設(shè)置之后，需要快速建立各個(gè)單元之間的通訊，并在等待定位系統(tǒng)初始定位完成后，使機(jī)器人能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入工作狀態(tài)。

（3）按下運(yùn)行按鈕或者發(fā)送了遠(yuǎn)程啟動(dòng)命令后，機(jī)器人底盤(pán)需要通過(guò)定位系統(tǒng)傳回的位置坐標(biāo)以及自身角度，不斷調(diào)整自己的運(yùn)行狀態(tài)，按照既定策略準(zhǔn)確運(yùn)行。

（4）在靠近設(shè)定目的地時(shí)，需配合紅外傳感器進(jìn)行輔助定位，減小在移動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的累積誤差，使機(jī)器人能準(zhǔn)確抓取或放置目標(biāo)物，并需要判斷是否還有下一個(gè)運(yùn)動(dòng)計(jì)劃，以及判斷底盤(pán)是否可開(kāi)始下一次運(yùn)動(dòng)計(jì)劃的移動(dòng)。

（5）在調(diào)試機(jī)器人底盤(pán)時(shí)，需要實(shí)時(shí)返回定位系統(tǒng)位置和角度參數(shù)以及規(guī)劃出的路徑點(diǎn)數(shù)據(jù)到手機(jī)端或者電腦端并顯示，以便快速查找問(wèn)題和分析、優(yōu)化控制程序。

3.2 控制流程設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該移動(dòng)機(jī)器人的控制流程共分為以下六部分：

（1）控制開(kāi)始時(shí)對(duì)各單元初始化，并判斷初試化是否正常，若不正常則進(jìn)行報(bào)警。

（2）完成初始化后，解讀總的運(yùn)行計(jì)劃并自動(dòng)規(guī)劃當(dāng)前路徑點(diǎn)，等待運(yùn)行按鈕信號(hào)。

（3）接到開(kāi)始運(yùn)行信號(hào)后，機(jī)器人開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并以每10 ms一次的頻率讀取定位系統(tǒng)的角度、坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并根據(jù)設(shè)定計(jì)算已移動(dòng)的位移，通過(guò)藍(lán)牙模塊將位置和角度數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控的手機(jī)端或者電腦端。

（4）控制機(jī)根據(jù)實(shí)施傳回的位置數(shù)據(jù)與最初規(guī)劃路徑點(diǎn)的差值進(jìn)行PID運(yùn)算，計(jì)算并控制底盤(pán)各輪的速度，以此實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)位置控制。當(dāng)機(jī)器人移動(dòng)到距離目標(biāo)點(diǎn)50 cm位置時(shí)，開(kāi)啟觸碰傳感器和紅外傳感器檢測(cè)，進(jìn)行輔助定位，實(shí)現(xiàn)精確定位[7]。

（5）到達(dá)預(yù)定位置時(shí)底盤(pán)控制單元發(fā)送信號(hào)給機(jī)器人上層控制單元，執(zhí)行目標(biāo)物的抓取或者放置，并根據(jù)初始設(shè)定判斷是否還有下一個(gè)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，若有，則按照第一步的設(shè)定裝載計(jì)劃、規(guī)劃路徑，并等待上層控制單元給出動(dòng)作完成信號(hào)以便執(zhí)行下一步的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃。

（6）如果等待上層信號(hào)時(shí)間超過(guò)7 s則強(qiáng)制認(rèn)為已收到信號(hào)，開(kāi)始下一步的動(dòng)作，以免在機(jī)器人動(dòng)作過(guò)程中因?yàn)榕鲎捕鴮?dǎo)致信號(hào)故障、程序卡死等問(wèn)題。

根據(jù)以上分析給出圖5。

4 驗(yàn)證與結(jié)論

在以上分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)四川省大學(xué)機(jī)器人大賽熊貓樂(lè)園主題賽的相關(guān)要求，添加了部分上部構(gòu)架，在自主定位三角底盤(pán)的基礎(chǔ)上搭建了一個(gè)具有搬運(yùn)功能的室內(nèi)機(jī)器人，如圖6所示，該機(jī)器人能夠根據(jù)預(yù)設(shè)程序，在沒(méi)有人為干預(yù)的情況下，完成定點(diǎn)抓取指定地標(biāo)，且放置于指定位置，在控制精度和運(yùn)動(dòng)速度上都達(dá)到了較好的效果。

圖5 控制流程框圖

圖6 三角全向輪的自主定位機(jī)器人實(shí)物模型

在機(jī)器人實(shí)物制作的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)特別注意，由于三角全向輪底盤(pán)需要搭載機(jī)器人上層結(jié)構(gòu)進(jìn)行移動(dòng)，因此有較大的負(fù)載施加在底盤(pán)上，在組裝時(shí)需要注意裝配的間隙，安裝過(guò)程中要盡量使電機(jī)支撐結(jié)構(gòu)能夠最大程度地減小電機(jī)軸壓力，否則如果電機(jī)軸在長(zhǎng)期變形的情況下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)大大降低電機(jī)的精度，從而影響機(jī)器人定位的準(zhǔn)確性。其次，在安裝時(shí)，必須反復(fù)確認(rèn)定位系統(tǒng)的中心點(diǎn)與三角全向輪底盤(pán)的中心完全重合，這樣做的主要目的是減小因?yàn)檠b配而造成的定位誤差。最后，電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)器的電源線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸線（建議用一定方式固定在較為邊緣的位置），以免強(qiáng)電流干擾信號(hào)的傳輸，造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤而導(dǎo)致較大的定位誤差。

三角全向輪的自主定位機(jī)器人能在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地中按照既定計(jì)劃平穩(wěn)準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)和定點(diǎn)停止，并且能夠順利完成抓取或者放置目標(biāo)物，定位精度在±20 mm之間，達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期。通過(guò)本次基于三角全向輪的自主定位機(jī)器人底盤(pán)搭建及控制分析，可以看到三輪機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靈活性及方向和速度的可控性，為室內(nèi)場(chǎng)所的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃提供了一定的參考。

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Construction and Control Analysis of Triangle Chassis for Autonomous Positioning Robot

JIANG Dongqing，LI Sanyan

( Jincheng College of Sichuan University, Chengdu 611731, China )

This paper mainly introduces the construction of a triangle omnidirectional wheel autonomous positioning robot chassis. It includes the selection of omni-directional wheel, the introduction of power system and the selection of robot positioning system, and complete the design and strength analysis of the robot chassis structure. The motion characteristics of the triangle chassis are analyzed, and the speed calculation method of each omni-directional wheel in the case of translation and rotation is given. The control analysis of robot motion is completed, and the control flow is given. Finally, a physical model is built, it runs smoothly and can realize the chassis rotation in the process of movement. The accuracy of motion position is within ±20 mm, The expected goal is achieved, which verifies the accuracy of the design.

triangle omnidirectional wheel；robot；chassis；autonomous positioning

TP242

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2021.09.009

1006-0316 (2021) 09-0060-07

2021-02-05

四川大學(xué)錦城學(xué)院校級(jí)課題重點(diǎn)項(xiàng)目：室內(nèi)移動(dòng)智能定位系統(tǒng)的研究（2019jcky0036）

蔣冬清（1984－），女，廣西桂林人，工學(xué)碩士，副教授，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械電子工程、機(jī)械結(jié)構(gòu)、智能機(jī)器人等，E-mail：250529913@qq.com。