麦克纳姆轮AGV运动轨迹控制研究

随着现代智能化和自动化的快速发展,移动自动引导车辆(AGV)开始担任重要角色。致力于研究麦克纳姆轮AGV的轨迹跟踪控制方法,采用自适应滑模控制以提高其在自动化物流和制造领域的应用性能。首先,在考虑外部干扰的情况下,对麦克纳姆轮AGV进行数学建模,建立其运动学模型和动力学模型。其次,在动力学模型的基础上设计一种自适应滑模轨迹跟踪控制器,该方法通过引入滑模面来实现对系统状态的控制,利用Lyapunov理论分析该控制方法的稳定性。最后,通过matlab仿真实验验证该控制器提高了AGV的轨迹精度以及有效性。

基于GPS和视觉模型的麦克纳姆轮三角架警示车

为了避免驾驶员因摆放三角架而遇见危险,一种遥控的基于GPS和视觉模型及声光报警系统的自主导航三角架警示车十分重要。文章对三角架的使用现状进行了分析,并提出了改进方案,达到了驾驶员手动遥控或开启自动导航就能使警示车自动到达固定位置并一键返航的效果,解决了高速公路上存在的安全隐患,较好地保障了驾驶员和后方车辆的安全。

麦克纳姆轮农业机器人路径跟踪——基于改进野马算法

针对麦克纳姆轮农业机器人在智能大棚中的路径跟踪问题,建立了运动学模型和动力学模型,设计了一种新型的双环比例微分-分数阶比例积分导数(Proportional Derivative-Fractional Order Proportional-Integral Derivative,PD-FOPID)控制器对全局路径进行动态跟踪控制。对于控制器参数多且整定困难的问题,首先采用帐篷映射初始化种群策略、精英主义记忆策略、动态余弦权重策略和柯西—高斯变异策略对原始野马算法进行改进,然后利用略改进野马算法(Improved Wild Horse Optimizer,IWHO)对控制器最优增益参数优化。实验结果表明:所开发的算法在探索和开发阶段方面性能优异,且PD-FOPID控制器在整定工作中表现突出。路径跟踪仿真证明,设计的双环PD-FOPID控制器比FOPID控制器更具显著的优势,能够避免动态误差累积,快速响应调整到规划路径,在提高农业大棚机器人路径跟踪控制质量方面具有巨大的潜力。

浅谈无线遥控麦克纳姆轮小车的设计与实现

麦克纳姆轮是一种特殊的轮子,它由一个圆形的轮毂和若干个倾斜安装在轮辋上的辊子组成。麦克纳姆轮的特点是可以在任意方向上移动,而不需要改变轮子的方向。本文介绍了一种基于麦克纳姆轮的无线遥控小车的设计与实现,该小车由4个麦克纳姆轮、4个直流减速电机、一个Arduino单片机、一个无线收发模块和一个遥控器组成。本文详细介绍了小车的结构设计、电路设计、程序设计和遥控器的制作,以及小车的运动原理和控制方法。本文还对小车的性能进行了测试和分析,验证了小车具有良好的灵活性和稳定性,能够实现前后左右平移、顺时针和逆时针旋转等多种运动模式。

基于麦克纳姆轮技术的自动化引导车(AGV)设计

【目的】设计一款能在复杂狭小空间内灵活运动,且具有一定承载、搬运货物能力的AGV小车。【方法】首先,将麦克纳姆轮与AGV小车结合,利用麦克纳姆轮独特的全向移动特性,使小车实现任意方向、角度的转动,从而轻松应对各种复杂的运输环境。其次,通过剪叉式机构与丝杠螺母副相结合,同时加上辅助支撑的保险结构,使AGV小车具有一定承载、搬运货物的能力。最后,对AGV小车的电控系统进行分析设计,通过精确控制电机、传感器和导航系统等关键部件,保证对AGV小车实现精准的控制。【结果】麦克纳姆轮与AGV小车的结合能够使小车在各种复杂环境下实现高效、准确的自动化搬运,剪叉式机构与丝杠螺母副相结合的结构设计能使小车具有运输货物的能力,电控系统则保证AGV小车的稳定性。【结论】基于麦克纳姆轮的AGV小车能够应对复杂的工况,灵活地运输货物,极大程度上节约劳动力,节约成本,实现智能化。

基于麦克纳姆轮的智能搬运机器人

本项目以恩智浦的RT1064单片机作为主控,使用RT-Thread嵌入式系统开发,以麦克纳姆轮为框架,自主搭建车模结构,加装有刷电机和1024编码器,搭载了树莓派和开源三周机械臂结构,以及MT9V03I2总钻风摄像头还有openartmini等摄像头,作为智能搬运机器人的硬件设备。搬运机器人主要有智能识别和远程控制两种方式。通过PD参数整定,车体姿态解算,机械臂姿态解算,机器视觉图像处理,深度学习和神经网络以及路径规划等多种学科知识,实现了机器人自动化搬运任务。通过VNC远I程连接设备,远程串口通信等方式方法实现人工远程干预。通过场外摄像头识别出搬运物体的位置,再由上位机进行路径规划[6]。通过PD参数整定和车体姿态解算控制搬运机器人移动,到达搬运地点再由总钻风摄像头进行细致的位置调整。Openartmini识别搬运物种类,通过机械臂姿态解算拾取放置在托盘上,这时候可能存在一定偏差,可以通过树莓派远程观察搬运情况,远程人工操控来修正偏差。最后通过麦克纳姆轮来实现快速的全方向搬运,将搬运物送到终点。本项目能够实现在固有的已知场地内也可以设定进行货物的识别搬运,可以适应物流分拣等场景,大大提高了生产效率,解放了生产力。

基于麦克纳姆轮的视觉识别与搬运系统设计

本文基于麦克纳姆轮的全向移动特性设计了一个视觉识别与搬运系统,能够完成将场地内所有物品分类搬运到指定区域的物流分拣任务。该系统以单片机NXP RT1064为核心控制器,搭载三个OPENART mini图像识别视觉模块,采用目标检测算法判断物品位置,利用PID控制算法驱动麦克纳姆轮实现系统运动,结合神经网络实现分类并驱动机械臂将物品搬运到指定区域,根据采集的IMU963RA九轴陀螺仪和1024正交解码mini编码器的数据计算系统当前位置坐标。经过反复调试与测试,该系统运行速度快、分类结果准确,能很好地完成物流分拣任务。

麦克纳姆轮智能小车机械手臂设计

设计一种仓储物流分拣货物的麦克纳姆轮智能小车机械手臂,具有翻转功能、识别功能、两轴机构伸缩功能、夹紧功能,能够实现对物流包裹分拣的自动化处理。通过连杆两轴的机构分析,实现智能机械手的多自由度旋转,对机械手的舵机控制形成4个功能优势,完成对包裹识别、翻转、夹紧、搬运,结合物流包裹标签以识别分类。采用物流分拣麦克纳姆的安装的智能机械手臂可以准确识别物料,有效分拣物料,实现物流智能化操作。

基于MPC的麦克纳姆轮移动平台轨迹跟踪控制

针对麦克纳姆轮全向移动平台轨迹跟踪控制问题,提出了一种模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)和微分先行比例-积分-微分(Proportional plus Integral plus Derivative,PID)协同的双闭环控制策略。基于麦克纳姆轮运动学特点,设计了位姿控制环和速度控制环;在位姿控制环建立麦克纳姆轮底盘的线性误差模型,设计二次型目标函数,将路径跟随问题转化为对非线性模型的预测控制;在速度控制环引入微分先行PID控制器,避免输入量频繁的阶跃变化对系统产生高频干扰,加快麦克纳姆轮的角速度收敛,增强了系统稳定性。仿真实验表明,设计的控制器在收敛速度、跟踪精度方面均高于常见的轨迹跟踪器,对麦克纳姆轮移动平台的控制具有良好的鲁棒性。

基于麦克纳姆轮的物流机器人设计与技术研究

智能物流机器人在现代供应链管理中扮演着越来越重要的角色。设计了一款基于共轴麦克纳姆轮底盘的智能物流机器人,该机器人具有卓越的机动性和导航能力,可用于自动化仓储、物流和分拣任务。详细描述了机器人的系统设计、数学建模、视觉识别和导航算法,根据实验结果,发现该机器人在物流领域具有广泛的应用前景。

基于麦克纳姆轮全向移动分析与仿真研究

本文对飞机发动机拆装车车轮麦克纳姆轮的特性进行分析,对其布局进行详细介绍,通过仿真分析软件ADMAS对正常行使时前后、左右、原地旋转工况进行运动仿真分析,创新的展示出移动机构中心的速度变化和位置变化,直观的揭示了其运动原理,对其他工况的分析有一定的借鉴意义。

基于arduino的麦克纳姆轮智能车设计

为了满足当今社会对智能化的需求,基于arduino开发板设计一辆麦克纳姆轮智能车。智能车以arduino开发板为控制单元,车轮采用4个独立的电机分别驱动4个麦克纳姆轮,能够实现平移、旋转等全方位运动;采用安装在舵机上的超声波模块,依靠舵机的左右转动,使超声波模块能够测量智能车与左侧、前方和右侧障碍物之间的距离,通过比较距离的大小控制智能车往距离较大的方向运动,实现狭小空间的避障功能;以超声波传感器测量的与目标物体之间的距离是否在合适的范围为依据,使智能车接近目标;采用侧面两对红外传感器,检测目标物体相对智能车的左右位置,控制智能车调整方向,实现目标物体运动的跟随功能。通过开关电路,能够实现避障功能和跟随功能的切换。该智能车运动灵活,稳定可靠,能够满足功能要求,这将在工业生产、社会生活、物流运输等行业有较大的发展应用前景。

基于麦克纳母轮的自控制气象要素探测设备设计

随着机械、电子、计算机、材料等技术的不断发展,移动机器人的工作能力不断增强。人们越来越多地在一些危险恶劣或人类暂时无法到达的复杂环境中应用移动机器人。移动机器人在各种复杂环境下工作,至少应具备两种能力:自主导航能力和完成工作的能力。

麦克纳姆轮与平整轮自动切换装置

我在一次参观机器人技术展览时,观察到一些机器人的移动装置采用的是麦克纳姆轮。在特定的工作环境中,麦克纳姆轮的设计为机器人原地转向和平移提供了便利。但是,我也发现了两个问题:麦克纳姆轮必须在较平整的地面工作;在进行长距离的直线移动时,其不如传统的平整轮方便。能否设计一种切换装置,让胎面在麦克纳姆轮与平整轮之间自由切换呢?

麦克纳姆轮驱动的移动机器人自适应滑模控制器设计

针对麦克纳姆全向轮驱动的移动机器人轨迹跟踪控制问题,设计了一种自适应滑模控制器。将自适应鲁棒控制应用于麦克纳姆轮驱动的移动机器人轨迹跟踪以获得良好的动态跟踪性能以及鲁棒性能。首先对基于麦克纳姆轮的移动机器人进行了运动学建模,在此基础上进行了自适应鲁棒控制器设计。提出了一种比例-积分-微分(PID)形式的滑模面,满足了系统的鲁棒性要求;设计了一种能够快速收敛的趋近律,减少了整定参数所消耗的时间并能有效抵抗外部扰动。最后,存在脉冲扰动以及正弦信号扰动条件下对控制器进行了仿真验证,证明了所提控制器的优越性,通过轨迹跟踪控制的样机试验,证明了该方法的实用性和可靠性。

基于Unity3d的麦克纳姆轮移动平台避障算法仿真

针对目前matlab、Webots等算法仿真软件的仿真效果差、使用复杂等不足,以麦克纳姆轮移动平台的避障仿真为例,介绍了使用Unity3d引擎进行算法仿真的方法。该方法包括:利用第三方CAD软件进行样机的物理建模,并导入Unity3d软件中;建立麦克纳姆轮移动平台的运动模型,并根据运动模型对导入的物理模型进行处理;以A*避障算法为基础,编写虚拟样机的控制程序;建立仿真环境,进行避障算法仿真。仿真结果验证了使用Unity3d进行算法仿真的可行性,且其具有使用简单、仿真效果好、支持自建模型的优点。为机器人控制算法的仿真建立了1种新方法。

麦克纳姆轮技术及其在船用轮式设备中的应用

介绍了麦克纳姆轮结构及其全方位运动原理.针对麦克纳姆轮结构的不足与全方位车辆的船用化需求,改进了麦克纳姆轮结构、设计了铰接式车架、传动系统及驱动方案.实践证明,在此基础上研制的全方位叉车及全方位转运车能很好地在空间狭小的船舶环境中灵活运转.

基于麦克纳姆轮和Arduino的避障小车设计

为降低因驾驶员疲劳驾驶、醉酒驾驶等导致的安全事故的发生率,自动避障成为目前研究的热点,由麦克纳姆轮构成的全向移动结构可使避障小车的灵活性得到质的提升,麦克纳姆轮或将成为避障小车的标准配置。文中设计基于麦克纳姆轮和Arduino的具有全向移动功能的自动避障智能小车。该系统选用麦克纳姆轮和驱动板控制直流减速电机实现小车全方向移动,具体由车头前方的超声波测距模块和小车四周的4个红外测距模块完成信息采集;再将实时采集的数据经过Arduino开发板处理后,判断出相应的障碍物形状,最终执行相应的避障路线。另外,用Android手机上的APP对小车进行无线实时控制,从而实现小车的基本运动与避障功能。避障测试结果表明,小车避障成功率达88.9%,各种形状的障碍物都能按照指定程序运行。说明文中避障小车的设计达到了预期的要求,可为智慧交通提供一种可行的解决方案。

基于模糊PID的麦克纳姆轮移动平台的控制算法

为提高麦克纳姆轮移动平台移动的可靠性和准确性,在分析了麦克纳姆轮全向移动的原理和运动模型的基础上,发现麦克纳姆轮移动平台中如果四个轮子的转速控制不理想或某个轮子打滑,造成了移动平台的移动不稳定。采用模糊PID控制算法,实现了对麦克纳姆轮的4个轮子的转速精确控制,解决了麦克纳姆移动平台运动的不稳定性和运动方向偏离。通过MATLAB仿真实验和测试实验表明,模糊PID算法对麦克纳姆移动平台的控制具有很好的鲁棒性。

基于麦克纳姆轮的磁导航自动导引车模糊控制

由于自动导引车(AGV)的运动方向和速度取决于每个麦克纳姆轮的运动,故AGV循迹运动需要更加精准。将麦克纳姆轮应用于AGV的运动系统,使其具备在平面内三自由度的移动能力。为了克服AGV运行中偏离预定路径的问题,设计了一种基于模糊控制的循迹纠偏方法来纠正其实际行驶轨迹,并进行了仿真实验和实际检测,验证了所设计模糊控制器的有效性。