一种Mecanum轮全方位移动平台的运动分析方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110851775A(43)申请公布日2020.02.28(21)申请号201911049095.5(22)申请日2019.10.31(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人姜松陈琦莹冯侃朱红力刘维姜奕奕陈章耀(51)Int.Cl.G06F17/11(2006.01)G06F17/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种Mecanum轮全方位移动平台的运动分析方法(57)摘要本发明公开了一种Mecanum轮全方位移动平台的运动分析方法，应用轮地交错轴摩擦轮传动分析基于Mecanum轮全方位移动平台的运动速度，根据Mecanum轮被驱动情况，通过对Mecanum轮的腰鼓形辊子与地面形成的传动关系进行速度分析计算得出平台全方位移动(斜向、左右、前后、旋转)的速度。本发明解决了现有技术复杂抽象的推导演算过程的问题，分析过程简洁明了直观。为基于Mecanum轮的各种形式全方位移动平台和其它基于轮地交错轴摩擦轮传动机构的装置的运动学分析提供支撑。CN110851775ACN110851775A权利要求书1/1页1.一种Mecanum轮全方位移动平台的运动分析方法，其特征在于：确定腰鼓形辊子的线速度方向以及腰鼓形辊子沿支撑轴移动的速度方向，从而判定同向作用轮组，并各选取其中一个同向作用轮上腰鼓形辊子沿支撑轴移动的速度进行速度合成，得出平台全方位移动速度。2.根据权利要求1所述的Mecanum轮全方位移动平台的运动分析方法，其特征在于：所述腰鼓形辊子的线速度方向是根据给定的Mecanum轮角速度ω的转动方向确定的。3.根据权利要求1所述的Mecanum轮全方位移动平台的运动分析方法，其特征在于：所述腰鼓形辊子沿支撑轴移动的速度方向为：腰鼓形辊子与地面接触时，腰鼓形辊子沿支撑轴移动的速度方向与支撑轴线速度方向之间的夹角为其中为腰鼓形辊子支撑轴轴线相对于Mecanum轮中心轴线的偏置角。4.根据权利要求1所述的Mecanum轮全方位移动平台的运动分析方法，其特征在于：所述同向作用轮组为：根据腰鼓形辊子沿支撑轴移动的速度方向，判定腰鼓形辊子沿支撑轴移动的速度方向相同的Mecanum轮为同向作用轮组。5.根据权利要求1所述的Mecanum轮全方位移动平台的运动分析方法，其特征在于：所述平台的速度为：将不同同向作用轮组中一个Mecanum轮上的腰鼓形辊子沿支撑轴移动的速度Vr进行矢量合成，由速度合成结果得出平台全方位移动速度计算方程；Vr即其中R为支撑轴轴线绕Mecanum轮中心轴线的回转半径，ωR即腰鼓形辊子支撑轴转动的线速度V。6.根据权利要求1-5所述的Mecanum轮全方位移动平台的运动分析方法，其特征在于：所述平台全方位移动包括斜向移动、左右移动、前后移动和旋转运动。2CN110851775A说明书1/5页一种Mecanum轮全方位移动平台的运动分析方法技术领域[0001]本发明属于机器人行走技术领域，特别涉及一种基于轮地交错轴摩擦轮传动原理的Mecanum轮全方位移动平台的运动分析方法。背景技术[0002]全方位移动平台是指在地面上可以进行斜向、前后、左右、原地回转等任意方向移动的机器人技术，基于Mecanum轮(麦克纳姆轮)全方位移动平台具有结构简单、控制性能好、通过性好的全方位运动性能，在制造业自动化、仓储物资运输、工业机器人以及日常生活等领域得到了广泛应用。[0003]目前，在基于Mecanum轮的全方位移动平台运动分析方面，现有技术对Mecanum四轮全方位移动系统的运动分析，都是采用矢量分析法和矩阵变换法构建运动学模型，以此解析系统的速度和位移等运动参数。这种分析方法解析过程很是复杂和抽象，未充分利用Mecanum轮上腰鼓形辊子与地面交替接触形成的定量传动关系分析平台的运动。发明内容[0004]为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于轮地交错轴摩擦轮传动原理的Mecanum轮全方位移动平台的运动分析方法，具有过程分析简单直观，特点在于充分利用Mecanum轮上腰鼓形辊子与地面交替接触形成的定量传动关系，解析平台全方位移动(斜向、左右、前后、旋转)的运动参数(速度和位移)。[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：[0006]一种Mecanum轮全方位移动平台的运动分析方法，确定腰鼓形辊子的线速度方向以及腰鼓形辊子沿支撑轴移动的速度方向，从而判定同向作用轮组(同向是指Mecanum轮上的腰鼓形辊子沿支撑轴移动速度的方向相同)，并各选取其中一个同向作用轮上腰鼓形辊子沿支撑轴移动的速度进行速度合成，得出平台全方位移动速度。[0007]进一步地，所述腰鼓形