差速驅動

差速驅動是一個兩輪驅動的系統，而且每個輪子都帶有獨立的執行機構(如直流電動機)。該名稱是基于這樣的事實，機器人的運動矢量是每個獨立車輪運動的總和，機械差動也是這樣的（然而，該驅動系統不使用機械差動）驅動輪通常被安裝在機器人的兩邊，而且正對前方。

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在上圖中，較大的灰色有陰影的矩形代表驅動輪。較小的矩形是無驅動輪，這就構成了機器人身體的三角架形支撐結構。通常，這個無驅動輪是一個腳輪，一個小的帶有旋軸的輪子，經常被用于辦公家具上。

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不幸的是，如果機器人以相反方向運動時，這個腳輪就會出現問題。因為如果那樣的話，腳輪必須旋轉180度，而且在這個過程中，偏轉的旋軸可能會對機器人引入一個不希望的運動向量。這就可能導致平移的航向錯誤。然而，這個腳輪比較適合這樣的情況：機器人總是在前進和轉向時改變方向。另一個選擇是萬向滾珠，這是一種不使用旋軸裝置的輪子(注意不要和球形萬向輪混淆)。

球形萬向輪

萬向滾珠

在某些小機器人上例如機器鼠競賽上用到的機器人，因為如果地板足夠光滑就沒必要嚴格使用滾動設備——某些機器人可以使用固定的圓形樂高零件來代替萬向滾珠。這樣做唯一的缺點就是增大了部件的摩擦因為樂高零件必須在地上滑動而不是滾動。

機器人的人直線運動是通過驅動輪以相同速率和方向轉動來實現的，盡管這不像聽起來那么容易。原地旋轉(旋轉角度為0)是通過驅動輪以相同速率不同方向轉動來做到的。任意運動路徑可以通過動態地修改角速度和/或者驅動輪的旋轉方向來實現。然而實際上，通過交替的直線運動和原地旋轉可以降低運動的復雜性。使用這種方法可以很容易計算里程。

Pioneer

許多商業的機器人使用差速驅動的方法例如來自ActiveMedia的Pioneer系列：

Pioneer

• 電動機：

2個：每一邊各一個

• 優點：

  • 簡易性：差速輪系統非常的簡單，通常差速輪直接與電動機相連(通常使用減速電動機，因為大部分電動機沒有足夠的扭矩來直接驅動輪子)

• 缺點：

  • 控制：對于差速驅動的機器人來說直線運動可能是比較困難的。因為每個驅動輪是獨立的，一旦它們的旋轉速度不是精確相同的話，機器人就會向一邊偏離。由于電動機輕微的速度差異、馬達驅動系統的摩擦力差異以及輪子與地面的摩擦力差異，實現驅動輪電動機以相同速率旋轉是很困難的。為了保證機器人直線運動，有必要頻繁調整電動機的RPM(每秒多次)。這可能就要求以中斷為基礎的軟件和匯編語言。另外，輪子位置的精確位置也是非常重要的。這通常來自于里程計傳感器。

本文譯自：http://groups.csail.mit.edu/drl/courses/cs54-2001s/diffdrive.html。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的机器人差速驱动方式(Differential Drive)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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