39、履带式移动机器人与小型无人直升机技术研究

履带式移动机器人与小型无人直升机技术研究

履带式移动机器人转向分析

在履带式移动机器人的研究中，为了更好地理解其转向机制，我们先从一些基本假设开始。假设机器人满足以下条件：
1. 初始时刻机器人的质心与几何中心重合。
2. 地面载荷均匀分布。

简化模型分析

在不考虑侧滑和滑移的一般情况下，有一个简化模型。当移动机器人向左转弯时，左履带速度为 (V_1)，右履带速度为 (V_2)。此时，左右轮的理论几何中心点分别为 (C_1) 和 (C_2)，点 (C) 是机器人的瞬时转弯中心，点 (O) 是机器人的几何中心，(L) 是履带与地面接触的长度，(B) 是履带中心之间的距离，(R) 是机器人的转弯半径，(\omega) 是机器人的转向角速度。
转弯半径和转向角速度的计算公式如下：
(\begin{cases}
\omega = \frac{V_1 + V_2}{B} \
R = \frac{B \cdot k_v}{k_v - 1}
\end{cases})
其中 (k_v = \frac{V_2}{V_1})。

转向修正

在实际运动中，履带的滑移是不可避免的。考虑左右履带滑移的运动模型中，(C_1) 和 (C_2) 不在几何中心位置。(A_1) 是左履带转弯的横向偏移，即瞬时转弯中心到左履带与地面接触垂直轴的距离；(A_2) 是外履带转弯的横向偏移，即瞬时转弯中心到右履带与地面接触垂直轴的距离。
此时，转弯半径和转向角速度的计算公式为：
(\begin{cases}
\omega = \frac{(V_1 + V_2)(A_1