麥克納姆輪的運(yùn)動學(xué)原理.ppt

麥克納姆輪的運(yùn)動學(xué)原理,麥輪因其特有的構(gòu)造而具有獨(dú)特的運(yùn)動方式，也就是實(shí)現(xiàn)所謂的“全向移動”。 關(guān)于麥輪實(shí)現(xiàn)全向移動的分析，我們必須從其底盤的速度分析入手，看看不同組合下麥輪可能出現(xiàn)的不同運(yùn)動情況。我們將用學(xué)過的關(guān)于運(yùn)動合成與分解的知識分四步分析麥輪的運(yùn)動情況。,一、底盤運(yùn)動的分解,我們知道，剛體在平面內(nèi)的運(yùn)動可以分解為三個(gè)獨(dú)立分量：X軸平動、Y軸平動、yaw 軸自轉(zhuǎn)。如下圖所示，底盤的運(yùn)動也可以分解為三個(gè)量： vtx表示 X 軸運(yùn)動的速度，即左右方向，定義向右為正； vty表示 Y 軸運(yùn)動的速度，即前后方向，定義向前為正； 表示 yaw 軸自轉(zhuǎn)的角速度，定義逆時(shí)針為正。 以上三個(gè)量一般都視為四個(gè)輪子的幾何中心（矩形的對角線交點(diǎn)）的速度。,二、計(jì)算出輪子軸心位置的速度,定義： r為從幾何中心指向輪子軸心的矢量； v為輪子軸心的運(yùn)動速度矢量； vr為輪子軸心沿垂直于 r 的方向（即切線方向）的速度分量； 那么可以計(jì)算出： v=vt+*r 分別計(jì)算 X、Y 軸的分量為： vx=vtx-*ry vy=vty+*rx 同理可以算出其他三個(gè)輪子軸心的速度。,三、計(jì)算輥?zhàn)拥乃俣?根據(jù)輪子軸心的速度，可以分解出沿輥?zhàn)臃较虻乃俣葀p和垂直于輥?zhàn)臃较虻乃俣葀v。其中 vv是可以無視的，而 vp=v*u=-1/2vx+1/2vy 其中 u 是沿輥?zhàn)臃较虻膯挝皇噶俊?四、計(jì)算輪子的速度,v=-vx+vy 根據(jù)圖所示的 a 和 b 的定義，有,結(jié)合以上四個(gè)步驟，可以根據(jù)底盤運(yùn)動狀態(tài)解算出四個(gè)輪子的轉(zhuǎn)速,至此，我們完成了對麥輪一個(gè)普通運(yùn)動的分析，當(dāng)然麥輪有許多種不同的組合形式，可以實(shí)現(xiàn)諸多中不同的運(yùn)動，但是分許過程都是相同的，下面，我們將給出幾組麥輪的運(yùn)動實(shí)例。,