两关节地面移动机器人控制系统设计及软件实现(9)

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具体参数介绍将在后续章节详细描述。

2.2.2 机器人“翻身运动”模型功率计算

在这三种运动模式下，“平地行驶运动”所需要的功率最小，电机功率、输出力矩的选型主要应该依据“爬坡运动”与“翻身动作”。根据上一节的计算，已经大致选定了电机及其参数，现校核该电机是否可以满足“翻身动作”的扭矩输出需求，如果可以满足需求即校验合格，则可以将摆臂电机选取与驱动轮相同的电机。

当机器人由于障碍阻碍等，会发生前翻或侧翻的情况。这时，可以充分利用摆臂自身的动力使车体翻身从而回复正常姿态。其“翻身动作”的基本描述如图 4.2 所示：将前方摆臂转到车体的内侧，利用摆臂电机驱动摆臂向下运动，从而以地面为支点，可以把车体撑起，

本科毕业设计说明书第 13 页当撑起角度大于 90 度时，利用惯性翻过去。该动作也是摆臂驱动电机的常做动作，也是检验电机是否满足设计要求的重要依据。

图 2.4 MROBOTⅡ号机器人“翻身动作”受力简图

驱动扭矩 Ml 的简略计算如下：

其中的 l3 是车体重心到前轮中心距离，若将电机等较为集中的布置在前轮附近，假设机器人车的重在车体几何长度的前 2／5 处，取 l3=180mm，带入上式可以得到：

Ml 44100Nmm来!自~751论-文|网www.751com.cn

出于电机通用性的考虑，同一系统中电机选用相同型号，可以用同一套供电系统、控制系统等，可以大大简化设计。因此，确定摆臂电机与驱动电机选取相同的型号，但为其分别匹配不同减速器，以适应其输出扭矩的需求，的经过选择，选取 GP52C 353：1 减速器，重量为 920 克。

Ml 44100 124.93Nmm 180Nmm K 353

（2.9）

在短时间内的过载并不会达到电机规定的最大输出扭矩，所以可知电机的能力满足预定的设计要求。

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