轮车型移动机器人机构图

二轮车的速度、 倾斜度等物理精度不高, 而若将其进行机器人化, 则引进简单、便宜、可靠性高的传感器也很难。 此外,二轮车制动及低速行走时极不稳定, 目前正在进行稳定化试验。图2.57所示为利用陀螺仪的二轮车。人们在驾驶两轮车时, 依靠手的操作和体重的移动力求稳定行走,这种陀螺二轮车, 把与车体倾斜成比例的力矩作用在轴系上,利用陀螺效果使车体稳定。

图 2.57 利用陀螺仪的二轮车

2. 由三组轮子组成的轮系

三轮移动机构是车轮型机器人的基本移动机构。目前, 作为移动机器人移动机构的三轮机构的原理如图2.58所示。

图 2.58 三轮车型移动机器人机构

图2.59所示的三组轮是由美国Unimationstanford 行走机器人课题研究小组设计研制的。它采用了三组轮子, 呈等边三角形分布在机器人的下部。

图 2.59 三组轮

在该轮系中, 每组轮子由若干个滚轮组成。 这些轮子能够在驱动电机的带动下自由地转动, 使机器人移动。驱动电机控制系统既可以同时驱动所有三组轮子, 也可以分别驱动其中两组轮子, 这样, 机器人就能够在任何方向上移动。 该机器人行走部分设计得非常灵活, 它不但可以在工厂地面上运动, 而且能够沿小路行驶。 存在的问题是, 机器人的稳定性不够, 容易倾倒, 而且运动稳定性随着负载轮子的相对位置不同而变化。 另外， 在轮子与地面的接触点从一个滚轮移到另一个滚轮上的时候, 还会出现颠簸。

为了改进该机器人的稳定性, Unimationstanford研究小组重新设计了一种三轮机器人。改进后的特点是使用长度不同的两种滚轮：长滚轮呈锥形, 固定在短滚轮的凹槽里。这样可大大减小滚轮之间的间隙, 减小了轮子的厚度, 提高了机器人的稳定性。 此外, 滚轮上还附加了软橡皮, 具有足够的变形能力, 可使滚轮的接触点在相互替换时不发生颠簸。