设计标准的4或6轮机器人时,最好将重量主要分配在机器人的中心或车轮上,还是没有区别?

,具体来说,哪种重量分配会使机器人不太可能翻倒?

评论

您能再详细一点吗?例如,环境有多恶劣?毕竟,如果机器人仅在平坦的表面上移动,则可能没有任何区别。

#1 楼

假设它是一个刚性机器人,那么感兴趣的唯一重量属性是:


总质量
质心

倾翻时,如果倾翻前所需的角度最大,则机器人会更稳定。这是通过使质心低并且质心尽可能远离支撑多边形的边缘来实现的。

直观地,您可以看到质心是否靠近机器人的中心,它更稳定。更正式地说,如果您将每个轮子都视为一个多边形的顶点(从顶视图看),那么您将看到一个支持多边形。您可以将中心指定为距边缘最远的点。

增加稳定性的另一种方法是增加支撑多边形的大小-即,将轮子更远地放置以形成宽基础。添加更多的轮子也可以增加支撑多边形的大小,尽管这主要影响三个轮式机器人,相对于轮子之间的距离而言,它们的支撑多边形很小。

机器人所需的角度倾斜的方向可能取决于倾斜的方向。如果沿该方向移动,则沿该方向的干扰可能性更大。这就是为什么与侧向(侧倾轴)相比,汽车向前/向后更稳定的原因,与左轮和右轮之间的距离相比,前轮离后轮更远。

机器人也是一个因素。如果机器人较重,则需要更大的干扰力才能将机器人倾斜到所需角度,然后才能继续倾斜。话虽如此,您不太可能想简单地增加机器人的重量,所以您将:


尝试将较重的组件放置在较低的位置(电池可能很重)
增加支撑多边形的大小(更远的轮子,或4个轮子而不是3个轮子)。


#2 楼

只是要为ronalchn的出色答案添加一点点:将影响机器人加速旋转速度的能力。

对于大多数机器人来说,这不太可能成为问题。但是,我可以想象到,对于一个动态非常快的机器人而言,它可以非常快地移动并急转弯,能够快速旋转其身体可能是一个优势,甚至在某些极端情况下甚至可以使自己免于倾翻。

,因此将质量集中在中心附近对于这种类型的机器人是最好的。

评论


$ \ begingroup $
我要补充的是ronalchn的回答:将质量居中与将质量放在车轮上的缺点是,如果所有的车轮都是驱动轮,则将所有重量放到车轮上可能会失去一些牵引力。中心。但是为了稳定:是的,低而居中。
$ \ endgroup $
–ViennaMike
2012年10月27日15:42

$ \ begingroup $
@ViennaMike-为什么?在不移动质量中心的情况下更改质量分布不会对车轮牵引力产生任何影响。
$ \ endgroup $
– Rocketmagnet
2012年10月27日16:08