移动机器人底盘控制器，六年工作经验总结

    移动机器人底盘主要包含电机，电机驱动器，底盘控制器和其它设备。底盘控制器与电脑通信，把电脑指令解析后发送给电机驱动器，同时控制器底盘其它设备，比如碰撞传感器，避障传感器，充放电管理，或者声光设备等。也有底盘不用底盘控制器，电脑直接控制电机驱动器，构成最简单的机器人底盘。

一、差动底盘

    差动底盘主要由两个直流电机、前后两个万向轮构成。万向轮采用减震设计，保证四个轮子同时接地，避免出现打滑现象。

V=(Vr+Vl)/2     左右轮的速度除以2是底盘的速度V

W=(Vr-Vl)/L     左右轮速度差除以轮子间距是偏航角W

推导：Vr=V+L*W/2

      Vl=V-L*W/2

速度V(mm/s)与转速的方程：n=V*60/(Pi*R)     R是轮子直径

#define  Pi   3.1415926f

#define GearRatio    xx   //齿轮减速比

#define Wheel_R     xx   //轮胎外直径

#define WheelSpa    xx   //轮子间距



n1=(speed+WheelSpa*omega/2)*60*GearRatio/(Pi*Wheel_R);  //右轮

n2=(speed-WheelSpa*omega/2)*60*GearRatio/(Pi*Wheel_R);  //左轮

n1和n2分别是左右轮转速（单位RPM）。

电脑通过RS485发送指令给底盘控制器，speed（单位mm）和omega（单位rad/s*1000），底盘控制器解析后发送给电机驱动器。

二、四驱底盘

四驱底盘最大的问题是没有转向轮，转弯的时完全靠四个轮子的摩擦力实现，特别是原地转圈，比较考验电机功率和轮胎质量。

方案有两种，一种是四个轮子四个电机，优点是结构简单，缺点是四个轮子不能完全同步，会有启停误差，导致轮子堵转。

另一种是两个电机，前后两个轮子通过同步带连接，前后轮之间没有了启停误差，电机功率选择稍大一点，跑柏油路毫无压力。

无论采用哪种方案，最终还是用差动模式来建模，控制方法参考差动模式。

三、履带底盘

履带底盘主要是结构复杂，控制方法与差动完全相同

四、全向麦克纳姆轮底盘

麦克纳姆轮的运动学方程比较复杂，网上资料也比较多，不再多说。

麦轮底盘包含三个参数，速度spped、偏航角omega和自旋角度theta，与差动底盘相比多了自旋角度theta。

#define Pi   3.1415926f
#define GearRatio    xx   //齿轮减速比
#define Wheel_R     xx   //轮子直径 
#define Wheel_Lx    xx   //轮子左右间距一半
#define Wheel_Ly    xx   //轮子前后间距一半

n1=60*GearRatio*( speed*cos(theta)+speed*sin(theta)+(Lx+Ly)*omega)/(2*Pi*Wheel_R);
n2=60*GearRatio*( speed*cos(theta)-speed*sin(theta)+(Lx+Ly)*omega)/(2*Pi*Wheel_R);
n3=60*GearRatio*(-speed*cos(theta)-speed*sin(theta)+(Lx+Ly)*omega)/(2*Pi*Wheel_R);
n4=60*GearRatio*(-speed*cos(theta)+speed*sin(theta)+(Lx+Ly)*omega)/(2*Pi*Wheel_R); 

n1、n2、n3、n4分别是四个轮子轮转速（单位RPM）。

电脑通过RS485发送指令给底盘控制器，speed（单位mm）和omega（单位rad/s*1000）和theta（单位 °），底盘控制器解析后发送给四个电机驱动器。

五、其它底盘

其它底盘见过的有阿克曼、六轮，只见过没做过就不说了。