[发明专利]基于等百分比特性的麦克纳姆轮底盘操纵特性优化方法

说明书

本发明公开了一种基于等百分比特性的麦克纳姆轮底盘操纵特性优化方法，包括以下步骤：S1、获取麦克纳姆轮底盘在x轴、y轴和yaw轴方向上的摇杆偏移量；x轴、y轴和yaw轴分别指代底盘的左右方向、前后方向和自转方向；S2、计算麦克纳姆轮底盘的平移期望速度极大值、自转期望速度极大值和摇杆相对偏移量；S3、设置底盘速度可调比和底盘起步速度阈值；S4、建立等百分比补偿函数，求得底盘平移期望速度和自转期望速度，并分解为底盘在x轴、y轴、yaw轴方向上的期望速度。本发明可以使机器人底盘具有等百分比操纵特性，即摇杆的相对偏移量变化引起的相对底盘速度变化与此点的相对底盘速度成正比，不同速度下都具有相同的调节精度。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种基于等百分比特性的麦克纳姆轮底盘操纵特性优化方法。

背景技术

在竞赛机器人和特殊工种机器人中，全向移动经常是一个必需的功能，即机器人底盘可以在保持车体自身姿态不变的情况下，在平面内做出任意方向平移并同时自转的动作，因而移动平台在其运动的平面内具有三个自由度。而如今，麦克纳姆轮底盘已经成为当前市场上使用最多的全向移动轮式机器人底盘，这是由于麦克纳姆轮不仅可以像传统轮子一样，简便地安装在相互平行的轴上，且制造成熟、性能稳定，满足大负载下对于车体刚度的要求。在许多空间有限并且对移动机构机动性要求高的场合，麦克纳姆轮机器人可以在狭小空间内移动并实现高精度定位，灵活的完成指定的任务，大大的扩宽了机器人的应用范围。

基于麦克纳姆轮底盘的特殊工种机器人一般采用线性操纵特性，即相对移动速度与相对控制量成线性关系，当速度小时调节作用太强，易使系统产生振荡；速度大时调节作用又太弱，调节不够灵敏、及时。底盘在全向移动过程中存在较频繁的起步与停车，具有线性操纵特性的麦克纳姆轮底盘在运行时会出现急开、急停现象，操纵不平稳，难于精准控制，且起步电流较大可能导致功率超标。因此，具有线性操纵特性的底盘系统不太适应于此种速度变化较快的场合。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于等百分比特性的麦克纳姆轮底盘操纵特性优化方法，使麦克纳姆轮底盘在全方位运行时具有等百分比操纵特性，即单位相对摇杆偏移量变化所引起的相对速度变化都与此点的相对速度成正比。

本发明提供的技术方案如下：

一种基于等百分比特性的麦克纳姆轮底盘操纵特性优化方法，包括以下步骤：

S1、获取麦克纳姆轮底盘在x轴、y轴和yaw轴方向上的摇杆偏移量；x轴、y轴和 yaw轴分别指代底盘的左右方向、前后方向和自转方向；

S2、计算麦克纳姆轮底盘的平移期望速度极大值、自转期望速度极大值和摇杆相对偏移量；

S3、设置底盘速度可调比和底盘起步速度阈值；

S4、建立等百分比补偿函数，求得底盘平移期望速度和自转期望速度，并分解为底盘在 x轴、y轴、yaw轴方向上的期望速度。

优选地，若摇杆在x轴、y轴方向上偏移量为零，则底盘平移期望速度为零，若摇杆在 yaw轴方向上偏移量为零，则底盘自转期望速度为零。

优选地，步骤S2具体包括：