轮式移动机器人平面运动学建模与分析
魏毅龙1
程志红2
1.中煤科工清洁能源股份有限公司,北京 100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 1000132.中国矿业大学 机电工程学院,徐州 221116
摘要：[目的]基于轮式移动机构平面运动学求解的基本假设,研究轮式移动机器人的平面运动学问题.[方法]首先,分析了在平面固定曲线上做纯滚动刚体的运动学求解方法,得出刚体纯滚动过程中与曲线接触点的弧坐标变化率的表达式;结合车轮在地面上纯滚动的情况,准确地求出车轮与地面接触点坐标与时间的函数关系,作为表示车轮与地形曲线相互作用的驱动函数.其次,用法向轮径偏移法推导轮心与接触点的坐标关系,使轮心轨迹方程得以确定.再次,以移动机器人6轮导杆联动式悬架为例,将导杆联动式悬架分成后轮腿和摇臂前轮腿两部分求解,列出机构约束方程;结合驱动函数与轮心轨迹方程,用Matlab非线性方程组求解算法在积分定义递推循环中对移动机器人运动学方程进行求解,完成参数的后处理.最后,用Adams软件对理论模型进行了仿真校验.[结果]结果表明,以驱动轮驱动函数、机构约束方程及轮心轨迹方程组成的轮式移动机器人平面运动学模型建模及求解过程准确,能够获取机器人各构件的运动信息.
关键词：移动机器人悬架移动机构运动学建模纯滚动
分类号：TP242.3(自动化技术及设备)
资助基金：国家重点研发计划(YFB2018303)
论文发表日期：2025-02-14
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 29-38 )
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