三杆式无驱动机器人车的 locomotion 动力学

轮式三杆蛇形机器人是一个众所周知的非约束系统模型，采用非 holonomic 约束，防止轮子发生横向滑移（skid）。轮式机器人的一种运动学控制配置假设，两个关节角作为相位偏移的周期性输入被直接指定。在另一种机器人配置中，仅一个关节周期性驱动，第二个关节由粘弹性扭转弹簧被被动支配。在我们的工作中，我们构建了两种轮式机器人的配置，并在不同的驱动输入下进行了运动实验。对运动跟踪测量结果的分析揭示了轮子滑移的显著数量，与标准非 holonomic 模型中所做的假设相矛盾。因此，我们提出了包含轮子滑移和粘性摩擦力以及滚动阻力的修改动力学模型。在参数拟合后，这些动力学模型与运动测量结果良好一致，包括输入频率对平均速度和每个周期净位移的影响。这说明在系统模型中纳入轮子滑移和摩擦力的重要性。