TAC论机械-转向那些事

更新于 2018-12-03 浏览量 703

传统的汽车转向机构是建立在阿克曼(Ackermann)转向梯形的结构形式上的,其主要功能是使车辆沿着弯道转弯时,利用四连杆的相等曲柄使内侧轮的转向角比外侧轮大大约2~4度,使四个轮子路径的圆心大致上交会于后轴的延长线上瞬时转向中心,这样能够大大减小车辆在转向过程中轮胎与地面的滑摩作用,并保证车头具有良好的指向性,让车辆可以顺畅的转弯。

阿克曼转向几何(Ackermann转向几何)

在目前的Robotac中,为了结构及功能的简单实用,通常采用“差动”转向原理实现转向的功能,即通过控制机器人两侧轮边不同的转速控制转向的功能。这种差动转向的方式相较于梯形转向指向性较差,相对来说机动性较弱。

差动转向原理示意-1
差动转向原理示意-2

要想获得良好的差动转向效果,对四个轮边电机输出转矩转速的策略就显得尤为重要。

从轮系角度出发,同侧车轮转速如何分配、两侧车轮轮速差如何调整来实现不同的转向姿态需要在考虑机器人的重心分配、轴核、轮距、轴距的情况下适时作出调整,这一部分的内容将在之后的文章中逐步为大家介绍;从单组轮边的角度出发,对于轮速的控制实际上就是对于直连电机转速的控制,根据不同电机可以选择多种的控制方式,如矢量控制、直接转矩控制等。电机调速的是否能够快速响应与控制算法以及参数有着密切的关系,调参过程针对不同算法有不同参数调试方法,初始值选定等,这个过程中需要大量的试凑过程来得到令人满意的结果。

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