履带式全方位移动平台电气与控制设计★

房 远 ,闫猛飞，崔 智，朱 昊，董 政

（1.陆军装甲兵学院，北京 100072；2.32214 部队，江苏 南京 210018；3.63850 部队，吉林 白城 137000；4.61578 部队，湖北 十堰 442000）

引言

全方位移动机器人（平台）一直是机器人研究领域的热点。全方位移动机器人（平台）是指在不考虑驱动电机转速限制的情况下，能够在任何时刻向平面上任何方向运动的机器人[1]。全方位移动平台按照移动机构的不同，分为轮式全方位移动平台和履带式全方位移动平台等。轮式全方位移动机构的普遍缺点有：载重能力差，对行走环境的平整度、清洁度要求高，越野、越障性能差[2-3]。履带式全方位移动机构融合了履带的优点，从原理上克服了上述缺点[4]，使得履带式全方位移动平台在物流等领域具有广阔的应用前景。

本文对履带式全方位移动平台的电气系统结构、总体控制方案和手柄输出信号进行了针对性设计，保证了平台在实际工作中能够顺利完成平面内的全方位运动。

1 电气系统结构设计

平台选用矩形对称布局[5-6]，其电气系统结构如图1 所示。图1 为俯视图，对履带进行了编号，履带表面的滚轮用短直线段代替，显示了履带上表面滚轮的排列情况。考虑到实际工作中，平台主要由人来直接操控，因此操控方式选用三轴手柄有线操控。考虑到未来可能的无人化应用扩展，在VCU（Vehicle Control Unit，整车控制器）中写入了可实现有线操控和无线遥控的程序，并预留了遥控控制的硬件接口。VCU 通过MCU（Motor Control Unit，电机控制器）来控制电机。

图1 平台的电气系统结构图

2 总体控制方案设计

设计平台总体控制方案的流程如下页图2 所示，其中虚线框①表示选择手柄控制模式后的控制流程，虚线框②表示选择遥控控制模式后的控制流程，虚线框③表示遥控端（遥控手柄）的控制流程。……