一種差速驅(qū)動小車曲線行走方法
由圖2可知,Oc是小車的速度瞬心,在低速運動時忽略橫滑影響,根據(jù)運動學(xué)的知識可知C點的速度VC的大小為:
VC=(V1+V2)/2 (1)
假設(shè)小車車體的角速度為ω,如圖2所示的情況為做順時針運動,因此有:
根據(jù)剛體平動原理,小車在任意時刻的運動都可以看成是繞車體瞬心OC的轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動半徑R為:
由V1,V2之間的三種關(guān)系決定了差速驅(qū)動小車的三種運動方式:
由以上分析可知,文中設(shè)計的差速驅(qū)動小車為全局可控系統(tǒng),通過控制兩步進(jìn)電機輸入脈沖頻率,間接控制小車的線速度VC和角速度ω,理論上可以實現(xiàn)小車在任意位姿的運動;同時由于系統(tǒng)存在約束條件,因此在運動學(xué)模型分析時假設(shè)車體與地面為純滾動,且無側(cè)向滑動。
3 曲線行走實現(xiàn)
根據(jù)對差速驅(qū)動小車的運動學(xué)分析,在正常工作情況下,小車可以進(jìn)行直線或圓弧運動,如果要使小車按照給定曲線運動,則考慮利用圓弧去近似曲線軌跡。
3.1 曲線曲率半徑計算
式中:M是轉(zhuǎn)向系數(shù),當(dāng)曲線上的點按逆時針轉(zhuǎn)時,M=+1;當(dāng)按順時針轉(zhuǎn)時,M=-1。
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