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基于麦克纳姆轮的全向自行式移动平台研发

何超  
【摘要】:现代工业对生产过程中的协同性、集成性及多样性提出了更加严格的要求。为了满足现代工业的迫切需求,移动平台应运而生。在各种全向移动平台中,基于麦克纳姆轮的全向自行式移动平台因其灵活性和对工作空间需求小等优势,而被广泛的应用于现代工业生产中。结合某企业的实际需求,设计了一款基于麦克纳姆轮的全向自行式移动平台,建立其三维数字化模型,利用ANSYS对其结构进行了静力学分析,为移动平台的结构设计提供依据。分别建立了全向自行式移动平台进行理想工况和考虑打滑时的运动学模型,推导了各驱动轮角速度与该移动平台几何中心速度之间的关系式。基于ADAMS软件分别对理想工况和重心偏移时的前行、横移、自旋运动进行了仿真分析,为移动平台的运动控制提供依据。对平台所用的麦克纳姆轮进行圆跳动实验,标定了超声波传感器,建立了该平台的运动参数识别模型,并对其运动控制变量进行修正,确保平台的运行可靠性。基于所建立的运动学模型,开发控制系统,搭建了以倍福可编程运动控制器为核心的控制系统,并开发了控制软件界面。样机运行表明,所开发的全向自行式移动平台可以满足设计需求。


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