复合轮式机器人运动控制数学建模与实验研究

杨前明，王晓媛，王 伟，刘亚琼，邵长新

(1.山东科技大学 机械电子工程学院,山东 青岛 266590; 2.青岛东昌纺机制造有限公司,山东青岛 266400)



复合轮式机器人运动控制数学建模与实验研究

杨前明，王晓媛，王 伟，刘亚琼，邵长新

(1.山东科技大学 机械电子工程学院,山东 青岛 266590; 2.青岛东昌纺机制造有限公司,山东青岛 266400)

针对棉纺车间棉桶搬运更换机械化作业技术要求，改善固定式4轴棉桶搬运机器人(Cotton Barrel Handling Robot，CBHR)的作业局限性，提高CBHR的有效利用率，文章研制了一种以自动导引车(Automatic Guided Vehicle，AGV)作为CBHR安装平台的复合轮式机器人(Composite Wheeled Robot，CWR)，实现其作业时行走运动；探讨了复合轮式机器人抗倾覆的必要条件，建立了CWR速度调节与方向纠偏的数学模型。引入驱动电机速度运行控制参量，分析了CWR机器人运动速度、定位精度影响因素与获得稳定运动特性的控制规律；对实验样机运行测试研究表明，文章提出的运行速度调节方法正确，速度调节、定位精度满足作业技术要求。

AGV；倾覆力矩；运动学模型；差速控制；导引；纠偏

0 引言

当前棉纺车间生产线自动化程度较低，是由于棉桶更换周期较长，且现有的固定式棉桶搬运机器人有效利用率低、投资成本大导致的。本文结合棉筒更换的作业要求，研制了一种轮式移动机器人作为4轴棉桶搬运机器人的安装平台，形成特种复合轮式机器人进行自主行走及转换作业，实现多工位共用一台设备，极大地提高了设备的利用率，降低了成本，使无人化棉纺车间成为可能。……