輪式滑動轉(zhuǎn)向移動機器人的機械平臺設(shè)計與模型分析研究.pdf

1、輪式滑動轉(zhuǎn)向移動機器人(Wheeled Skid-Steered Mobile Robots，WSMR)，由于其堅固耐用的機械結(jié)構(gòu)和高度的靈活性，可以被應(yīng)用于排除危險、科學(xué)考察、軍事戰(zhàn)斗、救生援助、智能交通等領(lǐng)域。
　　 移動機器人的模型和運動控制是移動機器人研究領(lǐng)域最基本的問題，也是移動機器人實現(xiàn)智能化及自主工作的關(guān)鍵性技術(shù)。因此研究WSMR機器人的模型和運動控制問題具有重要的理論意義和工程實用價值。
　　 滾動的同時

2、伴隨著滑動是WSMR運動的基本特征，這種運動本質(zhì)上是非線性的。WSMR是一個典型的非線性、時變、多變量、強耦合的非完整約束系統(tǒng)。這就使其運動學(xué)和動力學(xué)模型的建立及運動控制比較困難。
　　 本文以WSMR的平臺和模型為研究對象，部分研究內(nèi)容是目前在研的國家自然科學(xué)基金《基于機器視覺和慣性測量的輪式滑動轉(zhuǎn)向移動機器人定位導(dǎo)航與遙感知》的一個重要組成部分。
　　 本文主要分為三個部分和兩個附錄，第一部分介紹了本人參與設(shè)計的兩套

3、WSMR實驗平臺——NKRover-1和NKRover-2，并分析了它們的驅(qū)動條件。第二和第三部分建立了四輪轉(zhuǎn)速各異的WSMR的運動學(xué)和特定條件下的動力學(xué)模型并進行仿真和實驗研究。附錄A為相關(guān)的基礎(chǔ)知識，包括計算地面力學(xué)和汽車動力學(xué)，為WSMR模型的建立和分析提供理論基礎(chǔ)。附錄B為機械平臺設(shè)計的部分零件的零件圖。附錄主要為后續(xù)研究提供方便。
　　 目前的WSMR的運動學(xué)和動力學(xué)模型都是基于“同側(cè)兩個車輪等速”這個假設(shè)，這種模型借