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【入门】2、PVCBOT【1号】疯狂的小强·避障机器人(2)

时间:2011-12-21 14:46来源:热心网友 作者:网络 点击:
一、基本原理

  本项目的避障机器人采用三轮传动结构:前面左右两边的两个轮子是主动轮,各接一个电机作为动力;后轮是从动轮,起到平衡的作用。

  1、运动机理

  控制前面两个轮子的转动方向就可以控制整个机器人行进的方向:

  1、左右两个前轮都向前转,则机器人向“正前方”直线前进;

  2、左右两个前轮都向后转,则机器人向“正后方”直线倒退;

  3、左前轮向后转,右前轮向前转,则机器人将以后轮为轴心逆时针转动,即实现向“右后方”转弯倒退;

  4、左前轮向前转,右前轮向后转,则机器人将以后轮为轴心顺时针转动,即实现向“左后方”转弯倒退。

 

  

PVC-Robot系列——5.1、【1号避障机器人】 - PVC-Robot - PVC-Robot

  2、控制原理

  在机器人的头部用钢丝做两根触须,一左一右各连接到一个碰撞开关,分别控制两个前轮的旋转方向。

  特别注意,左右触须与对应控制的电机是交叉过来的,即:左边的触须连接右边的碰撞开关,控制右边的电机;右边的触须连接左边的碰撞开关,控制左边的电机。

 

  

PVC-Robot系列——5.1、【1号避障机器人】 - PVC-Robot - PVC-Robot

  (1)无障碍物

  当前方都没有障碍物,左右两个轮子都向前正转,则机器人向“前方”直线前进。

  (2)左前方有障碍物

  当左前方有障碍物,在左边触须碰到障碍物时,控制右边的轮子反转,则机器人向“左后方”倒退并转弯,即方向转向了障碍物的右边,从而避开了左边的障碍物。

  向后倒退转弯会持续一会,在完成转弯之后,左边触须不再碰到障碍物,则两个轮子都正转,机器人继续向新的没有障碍物的“前方”直线前进。

  (3)右前方有障碍物

  当右前方有障碍物,在右边触须碰到障碍物时,控制左边的轮子反转,则机器人向“右后方”倒退并转弯,即方向转向了障碍物的左边,从而避开了右边的障碍物。

  向后倒退转弯会持续一会,在完成转弯之后,右边触须不再碰到障碍物,则两个轮子都正转,机器人继续向新的没有障碍物的“前方”直线前进。

  (4)正前方有障碍物  当正前方有障碍物,左右两边的触须都会碰到障碍物,控制左右两边的轮子都反转,则机器人向“正后方”倒退,从而避开障碍物。

  在直线倒退持续了一会后,左右两边的触须都不再碰到障碍物,则两个轮子都正转又变成直线前进;然后又会遇到正前方的障碍物又会直线倒退,再直线前进……如此反复变成一个死循环。

  理论上会出现以上这样的问题,但是实际上并不会,因为无论是左右轮的摩擦系数有所差异,还是左右两组电机的驱动功率有所差异,或是左右两组电机的电源的电量有所差异,又或是障碍物左右两部分表面的光滑程度有所差异,都会导致实际上左右两边的触须碰到障碍物有一个时间差,都无法做到两边轮子同时反转,也就是说向后倒退的时候不是完全的直线而是会有所偏移。而且即便第一次是直线后退,但在往复几次碰撞之后肯定会出现偏移,最终解除循环避开障碍物向新的方向前进。

  

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