外文翻譯--設(shè)計(jì)及建模的一個(gè)多余全方位機(jī)器人杯守門員 中文版.doc

設(shè)計(jì)及建模的一個(gè)多余全方位機(jī)器人杯守門員LanceWilson,CraigWilliams,JustinYance,JaeLew,RobertL.WilliamsII機(jī)械工程部俄亥俄州大學(xué)，美國俄亥俄州雅典PaoloGallina力學(xué)的改革部和經(jīng)營意大利Padova的大學(xué)摘錄。這篇論文是關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)及建模的一個(gè)多余全方位移動(dòng)機(jī)器人開發(fā)，是為俄亥俄大學(xué)機(jī)器人世界杯守門員而設(shè)計(jì)的。其中，守門員機(jī)械手為了能更好的活動(dòng)，我們用四個(gè)輪子來設(shè)計(jì)。首先，我們在書面上討論設(shè)計(jì)了整體的機(jī)械設(shè)計(jì)制度，然后。其中倒轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)使用的是虛擬工作原理。接著，系統(tǒng)的動(dòng)作的動(dòng)態(tài)方程序以一個(gè)象征的形狀被源自產(chǎn)生的在加倍的非線性微分方程中。最后，一個(gè)模擬演示逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解，我們用簡單獨(dú)立鈀車輪來控制我的全方位守門員機(jī)器人。1.介紹全方向的磁盤是在任何給定的定方位搬進(jìn)任何方向（0-360度）的能力。使用這類型的傳動(dòng)系統(tǒng)使一個(gè)機(jī)械手能夠搬進(jìn)一個(gè)給定的方向當(dāng)能夠的時(shí)候使旋轉(zhuǎn)在線性的旅行期間。時(shí)間藉由除去在從點(diǎn)翻譯之前使旋轉(zhuǎn)機(jī)械手的需要被節(jié)省一磨利B。全方向的磁盤給守門員機(jī)械手能力總是面對(duì)球當(dāng)在的時(shí)候能夠搬進(jìn)任何方向。此外，它為路徑提供比較簡單的倒轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)劃編制。對(duì)于這些理由，許多研究組正在研究全方向的（holonomic）活動(dòng)的機(jī)械手和車輛1-5.俄亥俄州大學(xué)（OU）RoboCup隊(duì)在他們的活動(dòng)機(jī)械手中結(jié)合了全方位的磁盤，OURoboCup隊(duì)有4個(gè)球員和1個(gè)守門員；交易者和守門員為了要遇見不同的績效規(guī)格每個(gè)有各別的機(jī)械、電和軟件設(shè)計(jì)。例如，當(dāng)守門員被設(shè)計(jì)最佳化的時(shí)候，球員被設(shè)計(jì)向前方動(dòng)作最佳化偏袒到邊動(dòng)作。這將會(huì)把重心集中在機(jī)械的設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)的靠模切和摹擬多余者，成為全方向的守門員。2.設(shè)計(jì)守門員的設(shè)計(jì)有兩個(gè)主要功能。主要的功能是能很快地移動(dòng)從一邊到另一邊的移動(dòng)防守。這樣的快速移動(dòng)是因?yàn)橛辛怂降凝R排輪。另一個(gè)功能當(dāng)然就是踢球了，這樣的設(shè)計(jì)不僅能給出有力的射球而且能精準(zhǔn)的控制住球。2.1約束為了競爭在機(jī)器人世界杯比賽，機(jī)器人不得不滿足指定的大小約束。守門員機(jī)器人在使用者可以接受視線下可以做到22.5厘米以上，然后必須適用于一個(gè)18里面的汽缸。任何部分那可能延長向外在機(jī)器人必定充分伸展當(dāng)放置內(nèi)18厘米氣缸。這些大小約束非常限制安排的驅(qū)動(dòng)器和腳系統(tǒng)。踢，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)矩形在形狀，計(jì)劃一個(gè)布局滿足機(jī)器人大小約束導(dǎo)致“浪費(fèi)空間”圍繞這些系統(tǒng)。2.2性能規(guī)格通的測試各個(gè)的無線電控制玩具車，實(shí)驗(yàn)被履行更想像什么樣的表現(xiàn)我們渴望守門員機(jī)器人。高度數(shù)值被放置在讓機(jī)械手敏捷的上了哪一個(gè)意謂它能很快地移動(dòng)或者變更方向但是沒有高度最大速度。一個(gè)加速度2msec2和1的最大速度msec是被決定的績效規(guī)格在為之上這守門員的運(yùn)動(dòng)。射球機(jī)器裝置使用在推進(jìn)球至少一半球場的長度的距離，在此裝置上我們運(yùn)用了可變速的發(fā)電機(jī)。一個(gè)的優(yōu)點(diǎn)守門員是能力捕獲球，好附上它。在全球的視覺系統(tǒng)上操作的話，會(huì)引導(dǎo)混亂導(dǎo)致無法很好的定位。2.3規(guī)劃機(jī)器守門員是由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，射球機(jī)制組成的（圖1）保持驅(qū)動(dòng)器的牽引輪，機(jī)器人質(zhì)心將位于中央的驅(qū)動(dòng)器輪。四輪可以全方位的駕駛機(jī)械人。保存在這些附近的守門員的質(zhì)量中心一經(jīng)踢者機(jī)械裝置被增加系統(tǒng)軸變成很困難。機(jī)械裝置移轉(zhuǎn)能導(dǎo)致后面的輪向機(jī)械手的中心滑動(dòng)，移轉(zhuǎn)中心能從機(jī)械人背面通過補(bǔ)整集合完成轉(zhuǎn)移電的職務(wù)。圖1OU守門員CAD模型硬件相片在機(jī)器人裝配中有6個(gè)馬達(dá)，四個(gè)被放置在車輪裝配驅(qū)動(dòng)器中，一個(gè)在射球裝置處，另外的在輪狀的驅(qū)動(dòng)器上。這也是一個(gè)和射球裝置有關(guān)的裝置。2.4全方位驅(qū)動(dòng)器圖2中是Kornylak公司制作的全方位小輪。為了使小輪有合適的寬度，最初設(shè)計(jì)的中央外部數(shù)據(jù)都被修改了。然后為了能插入一個(gè)制造樞紐在齒輪中，材料也被適當(dāng)?shù)那谐恕D2中可以看到小輪中心的鋁合金和一個(gè)硬幣的想對(duì)照。Kornylak制造小輪修改后的小輪2.5踢/運(yùn)球/俘獲機(jī)理圖3中的射球裝置結(jié)構(gòu)圍繞一個(gè)基本原則，就是為了捕獲球。由一個(gè)伺服馬達(dá)提供動(dòng)力，裝置能圍繞一個(gè)支點(diǎn)來搖擺運(yùn)動(dòng)。這個(gè)馬達(dá)被定位在守門員底部一個(gè)靜止的位置。在游戲期間守門員除使旋轉(zhuǎn)之外向后將會(huì)在目標(biāo)附近被它的磁盤所位于。這個(gè)驅(qū)動(dòng)器包將由橡膠管包住。最初射球機(jī)械裝置將會(huì)出現(xiàn)在弧形的最高觀點(diǎn)。當(dāng)球靠近時(shí)，機(jī)器人將通過下旋球來捕獲球。在這個(gè)時(shí)候球會(huì)停在驅(qū)動(dòng)器包，然后開始定位，然后機(jī)器人會(huì)將球隱藏在全球定位攝像下，這時(shí)驅(qū)動(dòng)器會(huì)將球往反方向的第二個(gè)驅(qū)動(dòng)包中去。之后，球經(jīng)過馬達(dá)的發(fā)力開始旋轉(zhuǎn)，球開始上旋，最后，射球裝置會(huì)將球踢出然后等待下一個(gè)球的到來。圖3射球裝置的特寫3.模型圖4中是四輪車俄亥俄州大學(xué)RoboCup守門員起源模型的動(dòng)態(tài)方程。這可以使移動(dòng)機(jī)器人在一個(gè)比賽場地里很好的前行。實(shí)際上顯示的是，不穩(wěn)定的框架被定盤在XWYW上，而活動(dòng)機(jī)器人的XMYM被定格在活動(dòng)的中心。Li是質(zhì)量中心到對(duì)應(yīng)輪中心的距離。A能表示移動(dòng)機(jī)器人定方位wS。由于先前聲名這個(gè)機(jī)器人是全方向的，所以我們不能使用非完整約束方程。同時(shí)，它很重要的指出機(jī)器人守門員有三個(gè)自由度，四個(gè)主動(dòng)器代表了系統(tǒng)是多余的。圖4運(yùn)動(dòng)學(xué)/自由體圖首先，我們?yōu)橐苿?dòng)機(jī)器人確定位置和力量的向量的絕對(duì)坐標(biāo)系：1MG是適用機(jī)械手的轉(zhuǎn)矩，下面的兩個(gè)方程與不穩(wěn)定框架和笛卡爾姿勢還有扳手有關(guān)。2哪里同等轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)陣式wRm有關(guān)于定方位表現(xiàn)不活潑的架框這移動(dòng)架框。守門員的姿勢和板手矢量的根據(jù)坐標(biāo)是：