15、机器人驱动系统全面解析

机器人驱动系统全面解析

1. Ackermann转向系统

Ackermann转向是后轮驱动汽车常见的驱动和转向系统，由驱动两个后轮的电机（通过差速器连接）和两个共同转向的被动前轮组成。与差速驱动相比，它有优点也有缺点：
- 优点 ：由于后轮通过共同轴驱动，直线行驶不是问题。
- 缺点 ：车辆不能原地转弯，需要一定的最小转弯半径。

Ackermann转向需要不同的驾驶接口，其线速度和角速度完全解耦，因为它们由独立的电机产生，这使得控制变得容易，特别是直线行驶问题。驱动库包含两个独立的速度/位置控制器，一个用于后轮驱动，一个用于前轮转向。转向系统需要位置控制器，因为前轮需要设置到特定的转向角度，而后轮使用速度控制器来保持恒定速度。此外，还需要额外的传感器来指示前轮转向的零位置（可能还有最大左右位置）。

1.1 使用模型车构建移动机器人

使用模型车构建移动机器人可能是最便宜的方法。保留底盘、电机和伺服器，添加一些传感器，并用嵌入式控制器替换遥控接收器，大约一小时就能得到一个可驱动的移动机器人。
- 高质量模型车 ：通常有合适的转向伺服器，速度控制可以是伺服器或电子功率控制器。在EyeBot IO7接口板上，只需将转向伺服器和速度控制器插入其两个伺服输出，即可使用SERVOSet命令进行转向和速度控制。伺服值范围[0, 255]映射到应用中：
- 驱动速度：0 = 全速后退，128 = 停止，255 = 全速前进
- 转向角度：0 = 最大左转弯；128 = 直行；255 = 最大右转弯
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