轮式足球机器人动态性能研究_赵臣

2第 4 0卷第 1期 2004

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12

12

C H I E S E JO U R N A L O F M E C H A N IC A L E N G IN E E R I G N N

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2 0 0 4

轮式足球机器人动态性能研究 赵 :

*

韩晓军 天津 , 、

彭商贤 30007 2

(津大学机械工程学院天 摘要轮式足球机器人在比赛过程中要频繁启 , 、

) ,

停和加 。

减速

经常以较高速度完成直行或曲线运动 ,

每秒钟至

少要调整 3次位姿 0

因此应该具有良好的动态性能从分析足球机器人受力出发建立了足球机器人动态性能分 ,

析模型

,

分析了影响足球机器人动态特性的各种因素 ,

得出了一系列有价值的结论 。

,

为设计高性能足球机器人提

供了理论依据关键词 :

对足球机器人的合理使用也具有指导价值

机器人学 :

足球机器人

动态性能

分析 ] 4 u ) c P小型足球机器人[更要每秒钟调整至少 3次位 0

中图分类号

TH 2 32

O

月吕叮

姿 能 ,

,

因此 。

,

轮式足球机器人应该具有良好的动态性 、

,

要求启 ;

停迅速

,

转弯灵活 ,

,

运动准确 ,

,

没有

机器人足球作为多种高新技术集成的产物研究提供一个较理想的试验平台抗性和博弈性] 1力比赛项目[作为球员 , ,

滑动动作 不多

如果动态性能不好

机器人抢点慢 , 。

常常贻

方面可为开展诸如多智能体系统协调与合作等问题 ,

误战机 ,

在比赛中只能低速运行

很难作出高水平

另一方面因其对 、

对比赛成绩的影响相当大

己成为一种新型

高趣味性

高智 ,

国内外对足球机器人动态性能的研究工作开展 ,

许多球队在研制机器人时往往只顾及结构关 ,

足球机器人为机器人足球比赛的具体执行者指令在一定的时间内实现要求的运动到运动指令后 人本身 ,, 。

,

很少考虑动态性能方面的要求 。 。

或者仅作些简 。

其主要功能是根据策略算法算出的运动

单的计算

不少参数如最大加速度及转弯速度等通

在准确接收驱动系统的 。

常依靠试验得到

有关参考文献也相当少见 ,,

参考

机器人的运动情况主要取决于机器 、

文献[」 2分析了各种可能的运动模式

建立了轮式足

包括其控制系统的控制精度

球机器人运动学模型 求 。

并提出了相应的机构设计要

传动精度以及足球机器人的动态特性等实践表明性能 。

,

参考文献【给出

了一套轮式足球机器人传动系] 3 ,

影响运动指令执行效果最大的是足球机器人的动态

统设计公式 。

可以计算出恒速条件下所需电动机力 。

为了设计出先进的足球机器人

,

有必要对足

矩及功率参考文献[〕出应对足球机器人的动态 4提性能进行研究参考文献[〕析了轮式足球机器人 5分 的运动学性能 。

球机器人的动态特性进行深入的研究 ] 2种[ ,,

轮式足球机器人是足球机器人中最常见的一:其有三种形式 (图 l双轮驱动式(简称为轮 )常 。

下面将首先建立起轮式足球机器人

的动力学模型

,

然后就相关问题 。

式 )履带式和全方位式

一特别是关键问

双轮驱动式足球机器人结

题一刁干研究工作展

构简单

,

运动速度高 。

将重点探讨该类足球机器人

的动态性能

小车直行时动态性能分析 ( 1

a ( )双轮驭动式

邸 图 ,

当夕 、

Ll

基本假设双轮驱动足球机器人因电动机布置不同 ,

(b )压带式

主要

轮式足球机器人形式

呈现两种形式(图 2 )置有两个驱动轮 ,

一种形式为在车体中部两侧布 ,

由两个电动机分别进行控制:车

双轮式足球机器人在比赛过程中要频繁启 和加减速 ei a 、

停 , -

体前后两端也各安装有一个从动轮 形式 。

形成四点布置

经常以较高速度完成直行或曲线运动 n

第二种形式也有两个驱动轮 ,

,

但只在一端装 由于小车是靠一个被动支撑 ,

o FI A ( e d e ra ti R F

o

n f i t e m a io n a l r bo一 s o e e e r t o t

a sso

tio

n

)微型足球机器人[3]和 R o 3 lA A 4 22 2 7

B o e u P( R

l曲o t w o rd

有一个从动轮

构成三点布置形式 ,

驱动轮利用摩擦运动的 际上都是三点支撑

因此不论何种布置形式实

国家 8 6

计划资助项目( o 2 20 0 0 8 2 0收到修改稿 4

) 0

2 0 0 40 2 0 9

收到初稿

,

轮一,受力形式

为了获得尽可能大的驱动力

一两个驱动轮+

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