CN102991578A - 移动焊接机器人四轮驱动差速转向方法 - Google Patents

移动焊接机器人四轮驱动差速转向方法 Download PDF

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CN102991578A CN2012104836511A CN201210483651A CN102991578A CN 102991578 A CN102991578 A CN 102991578A CN 2012104836511 A CN2012104836511 A CN 2012104836511A CN 201210483651 A CN201210483651 A CN 201210483651A CN 102991578 A CN102991578 A CN 102991578A
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毛志伟
周少玲
石志新
王艳庆
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Nanchang University
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Nanchang University
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Abstract

一种移动焊接机器人四轮驱动差速转向方法，移动焊接机器人包括第一驱动轮、第二驱动轮、第三驱动轮、第四驱动轮、移动本体，第一驱动轮与本体之间的第一转动副、第二驱动轮与本体之间的第二转动副、第三驱动与本体之间的第三转动副、第四驱动轮与本体之间的第四转动副；其特征是：第一、第二两驱动轮速度V R 大小与其偏转角
Figure 2012104836511100004DEST_PATH_IMAGE001
大小始终相同，偏转角方向相反；第三、第四驱动轮速度V L 大小与其偏转角
Figure 965919DEST_PATH_IMAGE002
大小始终相同，偏转角方向相反。本发明具有控制简单、易于实现，成本低，实现任意半径转向，无需转向机构；转向时无滑移，转向准确、可靠性高。同时，因采用四轮驱动，相对于两轮差速，其稳定性与负载能力都大大提高。

Description

移动焊接机器人四轮驱动差速转向方法
技术领域
本发明属于移动焊接机器人技术领域。
背景技术
现代工业与制造技术的发展，使得重要的大型结构件的应用越来越多，对这类构件的焊接、检测与维修等工作必须现场作业，要实现其自动化焊接、检测与维修等工作，移动机器人作为工作平台是实现的关键。轮式移动焊接机器人具有结构紧凑、运动灵活等优点；但采用四轮驱动，若无转机构时，四轮将以滑移方式转向，当移动机器人在垂直壁面上工作时，该转向方式将导致机器人位姿不可控，影响焊接质量。若采用增加转身机构，机器人不仅驱动电机数目增加，而且机构复杂度大大增加。
发明内容
本发明提出一种采用移动焊接机器人四轮驱动差速转向方法，该跟踪方法具有控制简单，易于实现，跟踪轨迹时无滑移，轨迹跟踪准确、可靠性高等特点。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种移动焊接机器人四轮驱动差速转向方法，移动焊接机器人包括第一驱动轮（1）、第二驱动轮（2）、第三驱动轮（3）、第四驱动轮（4）、移动本体（5），第一驱动轮（1）与本体（5）之间的第一转动副（6）、第二驱动轮（2）与本体（5）之间的第二转动副（7）、第三驱动（3）与本体（5）之间的第三转动副（8）、第四驱动轮（4）与本体（5）之间的第四转动副（9）。第一驱动轮（1）与第二驱动轮（2）的速度大小相同为V R ；第三驱动轮（3）与第四驱动轮（4）速度大小相同为V L ，第一、第二与第三、第四驱动轮速度差为△V=V R -V L 。当                                                
Figure 2012104836511100002DEST_PATH_IMAGE001
时，移动机构将沿直线运动；当
Figure 2012104836511100002DEST_PATH_IMAGE002
时，移动机构将绕左侧转动中心转动0（如图1所示）；当时，移动机构将绕右侧转动中心转动，图2为其转弯半径为0时状态；其特征是：第一、第二两驱动轮速度V R 大小与其偏转角大小始终相同，偏转角方向相反；第三、第四驱动轮速度V L 大小与其偏转角
Figure 2012104836511100002DEST_PATH_IMAGE005
大小始终相同，偏转角方向相反。
该方法利用第一、第二驱动轮与第三、第四驱动轮之间的差速能实现任意轨迹跟踪，无需转向机构。 
本发明具有控制简单、易于实现，成本低，实现任意半径转向，无需转向机构；转向时无滑移，转向准确、可靠性高。同时，因采用四轮驱动，相对于两轮差速，其稳定性与负载能力都大大提高。
附图说明
图1为本发明的移动焊接机器人四轮驱动差速转向原理图。
图2 为本发明移动焊接机器人四轮驱动差速转向零转弯半径原理图。
图中：1为第一驱动轮；2为第二驱动轮；3为第三驱动轮；4为第四驱动轮；5为移动本体；6为第一转动副；7为第二转动副；8为第三转动副；9为第四转动副；10为第三、第四驱动轮运动轨迹；11为第一、第二驱动轮运动轨迹；V R 为第一、第二驱动轮速度；V L 为第三、第四驱动轮速度；
Figure 228085DEST_PATH_IMAGE004
为第一、第二驱动轮偏转角；
Figure 82908DEST_PATH_IMAGE005
为第三、第四驱动轮偏转角。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体机构和工作原理进一步说明。
如图1所示，本发明包括第一驱动轮1，第二驱动轮2，第三驱动轮3，第四驱动轮4，移动本体5，第一转动副6，第二转动副7，第三转动副8，第四转动副9；第一驱动轮1与第二驱动轮2速度V R 大小与偏转角
Figure 800329DEST_PATH_IMAGE004
大小相同，偏转角方向相反；第三驱动轮3与第四驱动轮4速度V L 大小与偏转角大小相同，偏转角方向相反。设速度差为△V=V R -V L ，当
Figure 2012104836511100002DEST_PATH_IMAGE007
时，移动机构将沿直线运动；当
Figure 2012104836511100002DEST_PATH_IMAGE008
时，移动机构将绕右侧转动中心转动0（如图1所示）；当
Figure DEST_PATH_IMAGE009
时，移动机构将绕左侧转动中心转动，图2为其转弯半径为0时；其特点是：左侧前后两轮速度大小V L 与偏转角
Figure 259178DEST_PATH_IMAGE004
始终相同，右侧两轮速度大小V R 与偏转角
Figure 455541DEST_PATH_IMAGE005
始终相同，利用两则轮子差速能实现绕任意半径转弯，无需转向机构。

Claims (1)

1.一种移动焊接机器人四轮驱动差速转向方法，移动焊接机器人包括第一驱动轮（1）、第二驱动轮（2）、第三驱动轮（3）、第四驱动轮（4）、移动本体（5），第一驱动轮（1）与本体（5）之间的第一转动副（6）、第二驱动轮（2）与本体（5）之间的第二转动副（7）、第三驱动（3）与本体（5）之间的第三转动副（8）、第四驱动轮（4）与本体（5）之间的第四转动副（9）；第一驱动轮（1）与第二驱动轮（2）的速度大小相同为V R ；第三驱动轮（3）与第四驱动轮（4）速度大小相同为V L ，其特征是：第一、第二两驱动轮速度V R 大小与其偏转角                                                大小始终相同，偏转角方向相反；第三、第四驱动轮速度V L 大小与其偏转角
Figure 244562DEST_PATH_IMAGE002
大小始终相同，偏转角方向相反。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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C05 Deemed withdrawal (patent law before 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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