文档介绍：2013年本科毕业设计论文答辩
答辩人:何洋
学号:09050313
导师:盛海燕
系别:电子与自动化
专业:机械工程及自动化
答辩题目:全向移动平台的控制系统设计与实现
毕业设计成果展示
毕业设计内容要求
所需的完成设计内容
全向移动平台控制系统设计与实现
毕业设计内容要求
针对三轮或四轮全向移动平台的控制系统进行设计,使系统能完成任意连续全向路径的高精度轨迹跟踪的控制任务,并对系统整体进行组装调试,验证系统是否能够完成控制任务。
所需完成的设计内容
系统运动原理分析与特点剖析
系统整体控制方案拟定
系统硬件选型方案设计
系统软件实现方案设计
控制系统的分层组装调试和整体组装联机调试
全向移动平台控制系统设计与实现
系统运动原理分析与特点剖析
系统整体控制方案拟定
系统硬件选型方案设计
系统软件实现方案设计
控制系统的分层组装调试和整体组装联机调试
研究成果
结论
不足与展望
系统运动原理分析与特点剖析
全向移动平台的结构分析
系统理想模型分析
系统的协调运转分析
系统实际模型分析
全向移动平台的轮体参数设计
全向移动平台的结构分析
全向轮的结构形式选择
全向轮系的类型选择
全向移动平台的车体底盘布局
全向轮的结构形式选择
全向移动轮的特征
全向轮的结构选择
全向移动轮的特征
Mecanum全向移动轮的圆周上不是普通的轮胎,而是分布了许多小辊子(具体个数由设计参数决定),外形更像是个斜齿轮,只是这里的轮齿换成经特殊参数化设计的鼓形辊子,见左图。辊子的轴线与轮的轴线成角度,并且辊子可绕自身轴线自由旋转。如右图所示,这些辊子的外轮廓包络面与轮子的理论圆柱面相重合。这样的特殊结构使得轮体具备了3个自由度:绕主轮轴的转动和沿辊子轴线垂线方向的平动,以及绕辊子与地面接触点的转动。这样,驱动轮在一个方向上具有主动移动能力的同时,另外一个方向也具有自由移动(被动移动)的运动特性。当电机驱动车轮旋转时,车轮以普通方式沿着垂直于驱动轴的方向前进,同时车轮周边的辊子沿着其各自的轴线自由旋转。
全向轮的结构选择
基于上述分析我们可知符合本论文设计要求的只有Mecanum轮,原因在于Mecanum轮承载能力较强,基于Mecanum轮的全方位移动平台车轮与悬架位置固定,无需独立转向机构,仅仅利用各轮之间转速转向配合即可实现平台的全方位运动。
以上这些特点恰好符合本文的设计要求:系统在无需车体做出任何转动的情况下便可以实现任意方向的移动,并且能在原地旋转任意角度,运动非常灵活,可沿平面上任意连续轨迹走到要求的位置。因此,本论文采用Mecanum轮设计全向轮。