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机器人
1.机器人移动底盘的简单介绍

你若安好,便是晴天
叶子
这是一个新系列教程,主要讲解如何基于ROS制作三轮全向轮的移动底盘,本次教程是第一集,来简单介绍各式各样的机器人移动底盘,有了本次教程对各种移动底盘的初步认识,后面的教程会逐步深入来介绍整个制作过程。
最近最火的移动机器人非波士顿动力实验室Handle莫属,当然还有其他两款它的前辈机器人,下面让我们来看下视频来认识它们,首先是BigDog:

然后是Atlas双足人形机器人,视频如下:

最后就是最近才出来的Handle机器人:

当然,我认为使用人工气动肌肉制作的双足或多足移动机器人只是个人观点,仅供大家娱乐,个人认为短期内还是使用减速电机的轮式移动方式才是移动机器人性价比最好的方式。
目前使用ROS还是使用轮式的移动方式为主,当然轮式移动也分多种,包括像Segway两轮平衡车的移动方式、kobuki两轮差速驱动底盘、Summit-XL四轮差速驱动平台,目前还没有商用的基于ROS的三轮全向轮移动底盘开售。
简单介绍两轮差速驱动底盘的运动特性和结构设计,这里也介绍了在电机的闭环控制中需要使用PID控制器才能对电机进行很好的控制。
介绍全向轮的结构特性,它可以在横向和纵向都能进行很好的移动,一般都是两排的,当然也有三排的,可以根据需要选择。
三轮全向轮在安装时需要注意的事项,每两个轮子之间需要相差120,且轮子到底盘中心的距离都相等,这样方便我们进行运动学模型分析。
介绍电机选型时需要注意的各种事项,包括电机扭矩、转速等,当然这里也设计到有刷电机和无刷电机,个人建议大家根据自己项目需要,尽可能还是选择有刷电机,最主要就因为一个字,便宜!
介绍电机的编码器测速原理,一般的编码器包括光电编码器和霍尔编码器两种。光电编码器是利用LED灯通过一个带孔的码盘,使用光电二极管来检测光,当电机带动轴转动时,码盘也跟随运动,这样码盘会阻断或通过光照射到光电二极管上,依次来检测电机的转速。同理,霍尔编码器差不多,只不过不是检测光,是根据霍尔效应来检测磁场。实现方式有两种,一种就是将磁铁绑在转动轴上,另外一种就是在转动轴上安装阻挡磁性通透的码盘。
这是在介绍驱动电机转动的驱动板,目前淘宝或京东上都是两路、单路或四路控制的驱动板,不同的驱动电压根据自己的电机额定电压来选择相应的驱动板。
在选择锂电池上也是比较复杂的事情,因为涉及到你需要电机工作的时间跟底盘的赋值来综合考虑。
介绍底盘上一般需要安装的各类避障用的传感器,一般情况下,碰撞传感器是必须要有的,因为总有一些突发情况,导致底盘撞上障碍物。
这是与电机驱动板通信的主控板Arduino Mega2560,有着丰富的IO接口,可以输出PWM信号来控制驱动板驱动电机运转,同时也可以外接编码器,通过中断引脚来进行测速,还可以在丰富的IO上外接各类避障传感器。
最后就是运行ROS的主控板了,当然廉价易用还是非树莓派莫属。到这里我们基本上对机器人的移动底盘设计有了一个简单的认识,接下来的教程会逐步的深入来介绍如何完成一个三轮移动底盘。
如果教程中有任何错误或问题,请给我留言,我会及时纠正,如果想看本次教程的视频讲解,需要去优酷中搜索“ROS小课堂”找到对应的播单“制作ROS三轮全向轮移动底盘”即可看到本次教程的视频讲解。同时也欢迎大家关注微信公众号“ROS小课堂”,或直接扫码关注。
最后更新:2017-10-08 01:25:11
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