arm智能小車(chē)施工設(shè)計(jì)方案

1、摘要隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車(chē)的研究也就越來(lái)越受人們的關(guān)注，而汽車(chē)的智能化已成為科技發(fā)展的新方向。本設(shè)計(jì)就是在這樣的背景下提出來(lái)的。此次設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易智能小車(chē)是基于armll控制及傳感器技術(shù)的，實(shí)現(xiàn)的功能是小汽車(chē)可自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)(比如一個(gè)小球)，利用電兩個(gè)電機(jī)的差動(dòng)調(diào)節(jié)，控制電動(dòng)小汽車(chē)的自動(dòng)避障、尋光及自動(dòng)停車(chē)。通過(guò)攝像頭采集視野圍圖像并對(duì)圖像處理進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，并由arm系統(tǒng)來(lái)控制智能車(chē)的行駛狀態(tài)。.11.1 智能小車(chē)的意義和作用自第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人誕生以來(lái)，機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)遍及機(jī)械，電子，冶金,交通,宇航，國(guó)防等領(lǐng)域.近年來(lái)機(jī)器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式.人們?cè)诓粩嗵?/p>

2、討，改造，認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中，由此發(fā)展起來(lái)的智能小車(chē)引起了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注和極大的興趣。智能小車(chē)，也就是輪式機(jī)器人，最適合在那些人類(lèi)無(wú)法工作的環(huán)境中工作，該技術(shù)可以應(yīng)用于無(wú)人駕駛機(jī)動(dòng)車(chē)，無(wú)人生產(chǎn)線，倉(cāng)庫(kù)，服務(wù)機(jī)器人，航空航天等領(lǐng)域。作為20世紀(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域的重大成就，機(jī)器人已經(jīng)和人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)、生活密不可分。因此為了使智能小車(chē)工作在最佳狀態(tài)，進(jìn)一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。智能小車(chē)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋跡功能和避障功能就必須要感知導(dǎo)引線和障礙物，感知導(dǎo)引線相當(dāng)給機(jī)器人一個(gè)視覺(jué)功能.避障控制系統(tǒng)是基于自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)(avg-auto-guidevehicle)系統(tǒng),基于它的智能小車(chē)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)

3、別路線，判斷并自動(dòng)避開(kāi)障礙，選擇正確的行進(jìn)路線.使用傳感器感知路線和障礙并作出判斷和相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作.該智能小車(chē)可以作為機(jī)器人的典型代表.它可以分為三大組成部分：傳感器檢測(cè)部分，執(zhí)行部分，cpu.機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障功能，還可以擴(kuò)展循跡等功能，感知導(dǎo)引線和障礙物.可以實(shí)現(xiàn)小車(chē)自動(dòng)識(shí)別路線，選擇正確的行進(jìn)路線，并檢測(cè)到障礙物自動(dòng)躲避.考慮使用價(jià)廉物美的紅外反射式傳感器來(lái)充當(dāng).智能小車(chē)的執(zhí)行部分，是由直流電機(jī)來(lái)充當(dāng)?shù)?，主要控制小?chē)的行進(jìn)方向和速度.單片機(jī)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)一般有兩種方案：第一，勿需占用單片機(jī)資源，直接選擇有pwm功能的單片機(jī)，這樣可以實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速；第二，可以由軟件模擬pwm輸出調(diào)制，需要占

4、用單片機(jī)資源，難以精確調(diào)速，但單片機(jī)型號(hào)的選擇余地較大.考慮到實(shí)際情況，cpu使用AT89c52單片機(jī)，配合軟件編程實(shí)現(xiàn).1.2 智能小車(chē)的現(xiàn)狀現(xiàn)智能小車(chē)發(fā)展很快，從智能玩具到其它各行業(yè)都有實(shí)質(zhì)成果.其基本可實(shí)現(xiàn)循跡,避障，檢測(cè)貼片，尋光入庫(kù)，避崖等基本功能，現(xiàn)在大學(xué)電子設(shè)計(jì)大賽智能小車(chē)又在向聲控系統(tǒng)發(fā)展.比較出名的飛思卡爾智能小車(chē)更是走在前列。2方案設(shè)計(jì)與論證根據(jù)題目的要求，確定如下方案：首先設(shè)計(jì)出小車(chē)的基本模形以及傳動(dòng)方案，并在車(chē)上加裝攝像頭，并將采集圖像數(shù)據(jù)傳送至arm系統(tǒng)進(jìn)行處理，然后由arm根據(jù)所檢測(cè)的各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)的智能控制。這種方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，控制

5、靈活、可靠，精度高，可滿(mǎn)足對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。2.1 模塊方案比較及論證根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們的目標(biāo)識(shí)別小車(chē)主要由六個(gè)模塊構(gòu)成：車(chē)體框架、電源及穩(wěn)壓模塊、主控模塊、探測(cè)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。2.2 車(chē)體設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)車(chē)體框架時(shí)，我們有兩套起始方案，自己設(shè)計(jì)畫(huà)出小車(chē)的模型和直接購(gòu)買(mǎi)玩具電動(dòng)車(chē)改裝。方案一：用現(xiàn)有的小車(chē)改裝電動(dòng)小車(chē)價(jià)格低廉，有完整的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)和控制單元，其中傳動(dòng)裝置是我們所需的。但玩具電動(dòng)車(chē)采用普通直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶負(fù)載能力差，調(diào)速方面對(duì)程序要求較高。同時(shí)，玩具電動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向依靠前輪電機(jī)帶動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向完成，精度低，又由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)只是理上研究，和鞏固已學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)，如果購(gòu)買(mǎi)小車(chē)會(huì)自帶程序和一些

6、圖及參數(shù)，容易產(chǎn)生惰性。所以購(gòu)買(mǎi)小車(chē)做實(shí)物的價(jià)值不大，因些我們放棄ZU。方案二：自己設(shè)計(jì)制作車(chē)架自己設(shè)計(jì)小車(chē)底盤(pán)，用兩個(gè)直流減速電機(jī)作為主動(dòng)輪，利用兩電機(jī)的轉(zhuǎn)速差完成直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、左后轉(zhuǎn)、右后轉(zhuǎn)、倒車(chē)等動(dòng)作。減速電機(jī)扭矩大，轉(zhuǎn)速較慢，易于控制和調(diào)速。而且自己制作小車(chē)框架，可以根據(jù)電路板及傳感器安裝需求設(shè)計(jì)空間，使得車(chē)體美觀緊湊。通過(guò)pro/e設(shè)計(jì)相關(guān)的的小車(chē)模型，以便更直觀的看到小車(chē)的運(yùn)動(dòng)原理和傳動(dòng)方案，所以綜上我們選擇方案二。如圖2-2所示。圖2-2小車(chē)模型設(shè)計(jì)2.3 電源及穩(wěn)壓模塊方案一：采用交流電經(jīng)直流穩(wěn)壓處理后供電采用交流電提供直流穩(wěn)壓電源，電流驅(qū)動(dòng)能力及電壓穩(wěn)定性最好，且負(fù)載對(duì)電

7、源影響也最小。由于需要電線對(duì)小車(chē)供電，極大影響了壁障小車(chē)行動(dòng)的靈活性及地形的適應(yīng)能力。而且壁障小車(chē)極易把拖在地上的電線識(shí)別為障礙物，人為增加了不必要的障礙。故我們放棄了這一方案。方案二：采用蓄電池供電蓄電池具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動(dòng)能力和較好的電壓穩(wěn)定性能，且成本低廉?？刹捎眯铍姵亟?jīng)7812芯片穩(wěn)壓后給電機(jī)供電，再經(jīng)過(guò)P$壓接7805芯片給單片機(jī)及其他邏輯單元供電。但蓄電池體積相對(duì)龐大，且重量過(guò)大，造成電機(jī)負(fù)載過(guò)大，不適合我們采用的小車(chē)車(chē)架（玩具電動(dòng)車(chē)車(chē)架）。故我們放棄了這一方案。方案三：采用干電池組進(jìn)行供電采用四節(jié)干電池降壓至5V后給單片機(jī)及其他邏輯單元供電，另取六節(jié)干電池為電機(jī)及光電開(kāi)關(guān)供電。這樣

8、電機(jī)啟動(dòng)及制動(dòng)時(shí)的短暫電壓干擾不會(huì)影響到邏輯單元和單片機(jī)的工作。干電池用電池盒封裝，體積和重量較小，同時(shí)玩具車(chē)底座可以安裝四節(jié)干電池，正好可為單片機(jī)及其他邏輯單元供電。在穩(wěn)壓方面，起始時(shí)考慮使用7805芯片對(duì)6V的電池電壓進(jìn)行降壓穩(wěn)壓。但考慮到這樣使得7805芯片消耗大量能量，降低電池壽命；同時(shí)，由于at89c52、光電開(kāi)關(guān)、小車(chē)電機(jī)對(duì)于供電電壓要求并不苛刻，故我們將6V電池電壓接一個(gè)二極管降壓后直接給單片機(jī)及其他邏輯單元供電。而電機(jī)和光電開(kāi)關(guān)的電源不做穩(wěn)壓處理。這樣只需在小車(chē)遙控上加兩個(gè)調(diào)速按鈕，根據(jù)電池電量選擇合適功率即可，甚至于可直接在軟件里設(shè)置自動(dòng)換擋。綜合考慮，我們采用方案三。圖2-

9、3電源模塊設(shè)計(jì)2.4 主控模塊飛凌OK6410開(kāi)發(fā)板采用“核心板+底板”結(jié)構(gòu)，板對(duì)板之間選用高質(zhì)量進(jìn)口連接器，堅(jiān)固耐用，鍍金工藝可保證其常年運(yùn)行不氧化。為保證用戶(hù)自行設(shè)計(jì)的產(chǎn)品品質(zhì)，采用6410核心板的用戶(hù)可以免費(fèi)得到四組底板插座。核心板尺寸僅5CM*6CM（業(yè)最小?。瞿_多達(dá)320個(gè)；帶有CVBS俞出（部有16Mbit獨(dú)立視頻緩存）。軟件支持Linux、WinCE、Android、uC/OS-II（獨(dú)家提供）等主流操作系統(tǒng)。該產(chǎn)品在-20C至U80c圍的高低溫運(yùn)行測(cè)試中運(yùn)行良好，并通過(guò)脈沖群以及浪涌干擾測(cè)試。2.5 探測(cè)模塊利用小車(chē)安裝位置較高的攝像頭，通過(guò)linux系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)調(diào)用攝像頭并

10、采集圖像數(shù)據(jù)。由arm對(duì)采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判斷目標(biāo)的位置，控制小車(chē)向目標(biāo)移動(dòng)。2.6 電機(jī)選擇及驅(qū)動(dòng)模塊本系統(tǒng)為智能小車(chē)，對(duì)于智能小車(chē)來(lái)說(shuō)，其驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇就顯得十分重要。由于本實(shí)驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)對(duì)路徑控制定位和速度測(cè)量不是要求太高，精度也不是太高，所以我們綜合考慮了一下兩種方案。方案1：采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于其轉(zhuǎn)過(guò)的角度可以精確的定位，可以實(shí)現(xiàn)小車(chē)前進(jìn)路程和位置的精確定位。雖然采用步進(jìn)電機(jī)有諸多優(yōu)點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于小車(chē)等有一定速度要求的系統(tǒng)，經(jīng)綜合比較考慮，我們放棄了此方案。方案2:采用直流電機(jī)

11、。直流減速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大，體積小，重量輕，裝配簡(jiǎn)單，使用方便。遙控車(chē)馬達(dá)/小直流電機(jī)電機(jī)RF-500TB-ZD供電電壓：直流DC3-9V轉(zhuǎn)速2400r/m是自制玩具車(chē)等模型理想選擇。能夠較好的滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求，因此我們選擇了此方案。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊方案一：使用分立原件搭建電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路使用分立原件搭建電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路造價(jià)低廉，在大規(guī)模生產(chǎn)中使用廣泛。但分立原件H橋電路工作性能不夠穩(wěn)定，較易出現(xiàn)硬件上的故障，故我們放棄了這一方案。方案二：使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)L298N是一個(gè)具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，它相應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)，而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，

12、操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。輸出電壓最高可達(dá)50V,可以直接通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機(jī)的IO口提供信號(hào)，而且?guī)в惺鼓芏?，方便PW硼速,電路簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，使用比較方便。L298N芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，正好符合我們小車(chē)兩個(gè)二電機(jī)的驅(qū)動(dòng)要求。綜合考慮，我們采用L298N芯片驅(qū)動(dòng)小車(chē)電機(jī)?？刂剖疽鈭D如圖2-6所示c*y直流供電電 源+5V電 源單片機(jī)指令總線直流供電L2驅(qū)動(dòng)芯片保護(hù) 電路保護(hù) 電路電機(jī)電機(jī)圖2-6電機(jī)驅(qū)動(dòng)框圖2.7 直流調(diào)速設(shè)計(jì)I、基于晶閘管作為主電路的調(diào)速系統(tǒng)分閘管的調(diào)速系統(tǒng)是采用分離元件設(shè)計(jì)的調(diào)速系統(tǒng)占用的空間大，控制角難于調(diào)整，且模擬

13、器件的固有缺陷如：溫漂、零漂電壓等，導(dǎo)致電機(jī)的調(diào)速無(wú)法達(dá)到滿(mǎn)意的結(jié)果。品閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難，性能較差，自動(dòng)化控制程度差，調(diào)速過(guò)程較為復(fù)雜，不利于工業(yè)生產(chǎn)和小功率電路中采用。另一問(wèn)題是當(dāng)品閘管導(dǎo)通角很小時(shí)，系統(tǒng)的功率因素很低，并產(chǎn)生較大的諧波電流，從而引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)殃及同電網(wǎng)中的用電設(shè)備，造成“電力公害”。H、基于PWMfc主控電路的調(diào)速系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)相比較，PWM寬調(diào)制技術(shù)）直流調(diào)速系統(tǒng)具有較大的優(yōu)越性：主電路線路簡(jiǎn)單，需要的功率元件少；開(kāi)關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗和發(fā)熱都較?。坏退傩阅芎?，穩(wěn)速精度高，因而調(diào)速?lài)鷮?；系統(tǒng)頻帶寬

14、，快速響應(yīng)性能好，動(dòng)態(tài)抗干擾能力強(qiáng)；主電路元件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，裝置效率高。PWMF號(hào)的產(chǎn)生通常有兩種方法：一種是軟件的方法；另一種是硬件的方法?；贜E555SG3525等一系列的脈寬調(diào)速系統(tǒng)：此種方式采用NE555作為控制電路的核心，用于產(chǎn)生控制信號(hào)。NE555產(chǎn)生的信號(hào)要通過(guò)功率放大才能驅(qū)動(dòng)后級(jí)電路8。NE555SG3525構(gòu)成的控制電路較為復(fù)雜，且智能化、自動(dòng)化水平較低，在工業(yè)生產(chǎn)中不利于推廣和應(yīng)用。基于單片機(jī)類(lèi)由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)PWM在PWMI速系統(tǒng)中占空比D是一個(gè)重要參數(shù)在電源電壓孔不變的情況下，電樞端電壓的平均值取決于占空比D的大小，改變D的值可以改變電樞端電壓的平均值從而達(dá)

15、到調(diào)速的目的。改變占空比D的值有三種方法：A、定寬調(diào)頻法：保持L不變，只改變t,這樣使周期（或頻率）也隨之改變。B、調(diào)寬調(diào)頻法：保持t不變，只改變t1,這樣使周期（或頻率）也隨之改變。C、定頻調(diào)寬法：保持周期T（或頻率）不變，同時(shí)改變匕和t前兩種方法在調(diào)速時(shí)改變了控制脈沖的周期（或頻率），當(dāng)控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時(shí)，將會(huì)引起振蕩，因此常采用定頻調(diào)寬法來(lái)改變占空比從而改變直流電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓。利用單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器外加軟件延時(shí)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)脈寬的自由調(diào)整，此種方式可簡(jiǎn)化硬件電路，操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)?？傊琍WMK經(jīng)濟(jì)、節(jié)約空間、抗噪性能強(qiáng)，是一種值得廣大工程師在許多設(shè)計(jì)應(yīng)用中使用的有效技

16、術(shù)。且用軟件實(shí)現(xiàn)非常容易。2.7.1 小車(chē)差速運(yùn)動(dòng)模型的建立本設(shè)計(jì)中，采用的四輪結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用兩輪差速驅(qū)動(dòng)方式，后兩個(gè)為從動(dòng)輪，只起到支撐平衡作用，在建模中可以忽略。假定左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪與地面之間沒(méi)有滑動(dòng)，也沒(méi)有側(cè)移，只是做純粹的滾動(dòng)，則機(jī)器人滿(mǎn)足鋼體運(yùn)動(dòng)規(guī)律14。圖2-7所示XW,YW,O為世界坐標(biāo)系，X,Y,O為移動(dòng)坐標(biāo)系，PX為機(jī)器人前進(jìn)方向。Xw圖2-7小坐標(biāo)系移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)主要處理控制參數(shù)和系統(tǒng)在狀態(tài)空間的運(yùn)動(dòng)兩者之間的關(guān)系，它包括正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)兩個(gè)方面。正運(yùn)動(dòng)學(xué)解決如何根據(jù)移動(dòng)機(jī)器人的速度來(lái)計(jì)算它的位姿或運(yùn)動(dòng)軌跡，當(dāng)機(jī)器人的位姿(x,y,)時(shí)，差動(dòng)輪式機(jī)器人的正運(yùn)動(dòng)學(xué)就是利

17、用這連個(gè)差動(dòng)輪的速度(v，vl)來(lái)計(jì)算其位姿，通用公式計(jì)算如下1t-、x(t)20vr(t)vl(t)cos(t)dt(2-1)1t-、y(t)20vr(t)vl(t)sin(t)dt(2-2)1 t(t)l0M(t)vl(t)dt(2-3)其中，vr和vl分別為左右輪的驅(qū)動(dòng)速度，l是兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪之間的距離，r為移動(dòng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)輪半徑；移動(dòng)機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解決如何控制輪子的速度以達(dá)到移動(dòng)機(jī)器人所需的運(yùn)動(dòng)軌跡或位姿，即在已知位姿(x,y,8)時(shí)，如果根據(jù)以上公式，求出兩輪差動(dòng)速度(v，vl)。由于差動(dòng)輪式驅(qū)動(dòng)屬于非完整性約束問(wèn)題，故移動(dòng)機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)只有在特殊條件下求解，其解往往不唯一，根據(jù)系統(tǒng)的需

18、求，本文對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析按兩種情況分別進(jìn)行。直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)差動(dòng)輪式移動(dòng)機(jī)器人左右兩輪的速度大小相等且方向相同時(shí)，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線，所圖2-8所示。YWYtY0圖2-8直線運(yùn)動(dòng)原理圖設(shè)t=0時(shí)，機(jī)器人移動(dòng)坐標(biāo)系X0,Y0,P0與世界坐標(biāo)系XW,YW,O重合,經(jīng)過(guò)時(shí)間t后機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到新的移動(dòng)坐標(biāo)系Xt,Yt,Pt,當(dāng)機(jī)器人左右兩輪的速度大小相等且方向相同(即vr=vl)時(shí)由公式(2-3)有：1 t(t) 0vr(t)vi(t)dt 0將其代入公式( x(t)= vr X y(t)=0 由4=。和(2-4)2-1)(2-2)得：(2-4)(2-5)(2-5)式可知：機(jī)器人左右兩輪的速度大小

19、相等而方向相同時(shí)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線。、圓弧運(yùn)動(dòng)當(dāng)差動(dòng)輪式機(jī)器人左右兩輪的運(yùn)動(dòng)方向相同速度大小保持不變且差速度固定不變時(shí)，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧。設(shè)t=0時(shí)，機(jī)器人移動(dòng)坐標(biāo)系X0,Y0,P0與世界坐標(biāo)系XW,YW,O重合,經(jīng)過(guò)時(shí)間t后機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到新的移動(dòng)坐標(biāo)系Xt,Yt,Pt,如圖：2-9圓弧運(yùn)動(dòng)原理圖當(dāng)機(jī)器人左右兩輪的速度差恒定，且方向保持不變時(shí)，由公式(2-3)有:將(t)t0 M(t) Vl(t)dtt和vrVl5t(2-6)v代入公式(6-1)有:1 tx(t) 2 0 (2vlv t)cos(一 lt)dt(2-7)求定積分得:x(t)2vi(t)v sin( lt)(2-8)vr

20、vlv代入公式(2-2) 有:y(t)2Vl (t)1sin( j t)(2-9)由公式（2-9）有:sin(t)2vrnx(t)(2-10)由公式(2-10)有：cos(v t) 1 2l2V|(t)t(2-11)2 v 2 vcos (t) sin (- t) 1ll2V|(t)vv 2 x(t)2 1v 2y(t)2 1 (2-12)由上可知，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡為一圓弧，將上式轉(zhuǎn)化為圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:2x(t) y(t)2 Vl(t)v2Lf 2v(t)v 2L2v由式（2-11）、（2-12）可知，當(dāng)機(jī)器人左右兩輪的運(yùn)動(dòng)方向相同、速度大小保持不變且速度固定不變時(shí)，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧。圓心在世界坐標(biāo)系YW勺軸上。其圓心坐標(biāo)為：（2vlv）l）,圓弧半徑為：（2vlv）l2v2v當(dāng)機(jī)器人右輪速度大于左輪速度時(shí)，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡在世界坐標(biāo)系的一、二象限；當(dāng)機(jī)器人右輪速度小于左輪速度時(shí)，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡在世界坐標(biāo)系的三、四象限。運(yùn)動(dòng)軌跡如圖：a:vvrvl0b:vvrvl02-10圓弧運(yùn)動(dòng)4.5運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)的確定在本設(shè)計(jì)中，機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪的半徑都為40mm兩驅(qū)動(dòng)輪之間的中心距為100mm由于L