4.1  控制系统的组成 24

4.2  控制程序的编写方式以及示例 26

4.3  其他控制方式设想及展望 31

4.3.1  示教器控制方式 31

4.3.2  AGV型控制方式 33

结论 36

谢辞 37

参考文献 38 

1  绪论

近年来，机器人移动平台的开发热潮可谓一波接着一波。可是，因为传统轮式移动方式在运动性上的局限性，由传统车轮组成的移动平台很难达成全向运动的要求，以致于不能够满足机器人移动平台所需的高灵活性，更不用提需要制作出用于舞台表演，具有高灵活性，全向运动能力的移动平台了。因此，本次毕业设计，将针对舞台表演所需要的灵活性，全向性，设计一个移动机器人平台，同时要求该平台满足1m×1.2m×0.32m的尺寸所需，并且可以达到承载部分设备或演员的要求，以达成进行舞台表演的目的。

1.1  用于舞台表演的轮式全向移动机器人平台设计的目的和意义

用于舞台表演的轮式全向移动机器人平台具有非常重要的现实意义。在21世纪初期，各种机器人移动平台如雨后春笋般不停冒出，比如传统轮式运动平台和由此开发的履带式移动平台，步行运动式移动平台以及与其类似的爬动型移动平台，还有蠕动式和相似的蛇形游动式平台等等。

图1.1  步行移动平台以及蛇形运动平台

这些各种各样移动方式的平台被广泛应用于军用，医疗，危险环境作业等各种领域。虽然这些平台应用广泛，但是它们都不约而同地有一个共同的缺点，就是难以做到横向移动，而也正因为此，在一些工作空间比较狭窄，工作环境比较复杂的地方，比如物流仓库，工厂车间，机场港口等地，传统移动平台很难进行灵活的运动以满足人们工作的需要，在本论文的研究对象——舞台上情况也是相似的，传统的移动平台很难走出复杂的移动轨迹，更不用说保持移动平台上的某一展示面始终面对观众了。

1.2  各个全向移动平台的优劣势以及本次设计采用的方案

     目前，常见的全向移动平台有四轮可独立转向移动平台以及采用全向轮的移动平台。其中四轮可独立转向的移动平台虽然可以做到高灵活性，但是其结构复杂，难以控制其尺寸，而且需要需要的电机数量较多，使得整体的耗能较大，整个移动平台在没有外界供电的情况下续航能力太弱。在舞台上进行表演时，如果移动平台还要拖着电线，就像是拖着一根尾巴一样，十分不美观，因此将不会采用四轮可移动转向平台。使用全向轮的移动平台可以完全避免结构复杂的问题，而也灵活性也相当高，但是传统的全向轮，在做直线运动时，四个车轮中之后两个车轮具有动力且在做功，而且车轮与地面的接触都是点接触，运动时很难保证运动轨迹与预设的轨迹重合，在行进过程中偏离预设轨迹的情况发生得十分频繁，所以也很难用于舞台表演。近些年出现的麦克纳姆轮算是全向轮的变种，该车轮对传统全向轮的车轮结构做出了改变，使用了一种辊子围绕轮轴且保持一定偏角的结构，解决了原来的全向轮具有的问题。可以说，直到麦克纳姆轮移动平台的出现，才算是出现了真正的全向移动平台，然而这个平台也不是没有缺点。其缺点一是对于所行驶的平面要求较高，一旦平面无法保证平台所有的滚轮与地面保持摩擦力，其运动就会出现偏差，二是因为其滚轮的特别结构，要达到大载重的目的的话对其滚轮的强度要求格外高，如果多布置轮子，那么缺点一将被放大。综上所述，解决用于舞台表演的轮式全向移动机器人平台这一课题，就是解决了麦克纳姆轮的这两个缺点，使其能够真正地成为运用广泛的新型移动平台。