本發(fā)明涉及一種全向移動(dòng)輪式機(jī)器人平臺(tái)及控制方法。

背景技術(shù)：

麥克納姆輪的概念是由瑞典麥克納姆公司提出的，其主要由兩部分組成，一部分為電機(jī)控制的輪轂，另一部分為沿著輪轂外緣按照一定角度均勻分布的多個(gè)被動(dòng)輥?zhàn)?。麥克納姆輪結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)靈活，是很成功的一種全方位輪，但是現(xiàn)有技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)全方位移動(dòng)功能，需至少采用4個(gè)麥克納姆輪進(jìn)行組合，比如，專利號(hào)201010145736.X公開(kāi)了一種多功能智能助立助行機(jī)器人，采用四個(gè)麥克納姆輪，專利號(hào)201610725467.1公開(kāi)了一種電控式滑撬直升機(jī)自動(dòng)移庫(kù)裝置，所述凹形平臺(tái)底部的四個(gè)角均安裝有所述麥克納姆輪。

采用4個(gè)麥克納姆輪進(jìn)行組合，輪子分布面積過(guò)大而無(wú)法減小移動(dòng)平臺(tái)的尺寸，并且輪子的分布也導(dǎo)致了系統(tǒng)缺乏靈活性，不適合小尺寸機(jī)器人的平臺(tái)設(shè)計(jì)，不僅成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且控制精度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種全向移動(dòng)輪式機(jī)器人平臺(tái)及控制方法，采用三個(gè)電機(jī)控制三個(gè)麥克納姆輪作為主動(dòng)輪，無(wú)從動(dòng)輪，能夠靈活的完成全向運(yùn)動(dòng)，具有適應(yīng)性強(qiáng)、靈敏度高、穩(wěn)定性好、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，滿足系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境的要求。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種全向移動(dòng)輪式機(jī)器人平臺(tái)，包括設(shè)置有安裝孔的底盤平臺(tái)，其特征在于，還包括三個(gè)均勻排列的麥克納姆輪且兩兩之間夾角為120°，每個(gè)麥克納姆輪通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，每個(gè)電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器與控制器相連，控制器輸出信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別控制三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選，設(shè)三個(gè)均勻排列的麥克納姆輪的中心為O點(diǎn)，第i個(gè)麥克納姆輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心為O_i′，i＝1,2,3，xoy是中心為O的直角坐標(biāo)系，x′o_i′y′是圓心為輪轂中心O_i′的直角坐標(biāo)系，r為麥克納姆輪的半徑，α_i是第i個(gè)麥克納姆輪的輥?zhàn)拥钠蚪?，?sub>i是與x軸的夾角，(l_ix,l_iy,θ_i)是x′o_i′y′坐標(biāo)系在xoy中的位姿描述，l_ix＝l_i cosβ_i,l_iy＝l_i sinβ_i，θ_i是第i個(gè)麥克納姆輪的輪子軸線與x軸方向夾角，則全向移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)的速度矢量即為O點(diǎn)的速度矢量，設(shè)為[v_x,v_y,ω]^T，v_x是x軸速度,v_y是y軸速度,ω是轉(zhuǎn)向速度，則三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速矢量[ω₁,ω₂,ω₃]^T：

控制器輸出PWM脈沖信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別控制三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選，所述底盤平臺(tái)呈圓形。

優(yōu)選，所述傳感器單元包括霍爾電流傳感器、陀螺儀傳感器、角度傳感器和超聲波傳感器。

相對(duì)應(yīng)的，一種全向移動(dòng)輪式機(jī)器人平臺(tái)的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、輸入全向移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)的速度矢量[v_x,v_y,ω]^T，v_x是x軸速度,v_y是y軸速度,ω是轉(zhuǎn)向速度；

步驟2、計(jì)算三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速矢量[ω₁,ω₂,ω₃]^T：

式中，設(shè)三個(gè)均勻排列的麥克納姆輪的中心為O點(diǎn)，第i個(gè)麥克納姆輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心為O_i′，i＝1,2,3，xoy是中心為O的直角坐標(biāo)系，x′o_i′y′是圓心為輪轂中心O_i′的直角坐標(biāo)系，r為麥克納姆輪的半徑，α_i是第i個(gè)麥克納姆輪的輥?zhàn)拥钠蚪牵?sub>i是與x軸的夾角，(l_ix,l_iy,θ_i)是x′o_i′y′坐標(biāo)系在xoy中的位姿描述，l_ix＝l_icosβ_i,l_iy＝l_isinβ_i，θ_i是第i個(gè)麥克納姆輪的輪子軸線與x軸方向夾角；

步驟3、控制器根據(jù)三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速矢量[ω₁,ω₂,ω₃]^T，輸出對(duì)應(yīng)頻率的PWM脈沖信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；

步驟4、電機(jī)驅(qū)動(dòng)將其轉(zhuǎn)換成控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的雙相四線式脈沖信號(hào)輸出到電機(jī)。

本發(fā)明的有益效果是：

第一、在結(jié)構(gòu)上：突破了移動(dòng)平臺(tái)傳統(tǒng)的四輪式(雙驅(qū)動(dòng)+雙萬(wàn)向)及三輪式(雙驅(qū)動(dòng)+單萬(wàn)向)結(jié)構(gòu)，采用三輪完全對(duì)稱式驅(qū)動(dòng)。相比較之下，傳統(tǒng)的四輪式結(jié)構(gòu)有著輪子分布面積過(guò)大而無(wú)法減小平臺(tái)尺寸的缺陷，并且輪子的分布也導(dǎo)致了系統(tǒng)缺乏靈活性，不適合小尺寸機(jī)器人的平臺(tái)設(shè)計(jì)；傳統(tǒng)的三輪式結(jié)構(gòu)是目前機(jī)器人平臺(tái)應(yīng)用較為廣泛的一種結(jié)構(gòu)，但在復(fù)雜的環(huán)境中，由于結(jié)構(gòu)的限制也會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)缺乏靈活性，對(duì)于一些緊急事故，無(wú)法做到完全有效避免或解決；而本申請(qǐng)的基于麥克納姆輪的三輪式結(jié)構(gòu)，三個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊采用完全均勻?qū)ΨQ式分布，其平臺(tái)占用面積可以大大縮小，可以作為小型機(jī)器人平臺(tái)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一個(gè)優(yōu)秀選擇方案，而麥克納姆輪獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，也保證了系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)上的靈活性。

第二、在運(yùn)動(dòng)上：通過(guò)對(duì)本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程分析可知，系統(tǒng)可以在不改變正面方向的狀態(tài)下，完成任意方向的運(yùn)動(dòng)，且不需要轉(zhuǎn)向行為，這就避免了傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)遇到障礙或其他緊急情況需要花時(shí)間轉(zhuǎn)向來(lái)躲避障礙的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了事故的靈活處理。另一方面，本設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)發(fā)生一定位移，并且占用較長(zhǎng)時(shí)間，在轉(zhuǎn)向過(guò)程中，基于均勻?qū)ΨQ分布的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可以完成繞自身中心的轉(zhuǎn)動(dòng)，這就大大的縮短了轉(zhuǎn)向時(shí)間，消除了轉(zhuǎn)向過(guò)程中遇到障礙的問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的靈活性。

第三、在控制上：由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制，本設(shè)計(jì)在控制上要比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，但同時(shí)控制精度也要高得多。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的分析可知，只要給定系統(tǒng)的目標(biāo)速度矢量或轉(zhuǎn)向角速度，系統(tǒng)就可以按照設(shè)定的速度及方向運(yùn)動(dòng)，結(jié)合角度傳感器及控制器的定時(shí)器，就可以讓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)任意方向前進(jìn)指定距離或者任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)指定角度，加上系統(tǒng)采用的是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制精度也將大大提高，這就使得系統(tǒng)具有了完全可控性，讓后期平臺(tái)的拓展開(kāi)發(fā)更加方便靈活。

附圖說(shuō)明

圖1是麥克納姆輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種全向移動(dòng)輪式機(jī)器人平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明第i個(gè)麥克納姆輪與系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)中心的運(yùn)動(dòng)關(guān)系示意圖；

圖4是本發(fā)明第i個(gè)麥克納姆輪的部分參數(shù)關(guān)系示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中一種全向移動(dòng)輪式機(jī)器人平臺(tái)的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

一種全向移動(dòng)輪式機(jī)器人平臺(tái)，包括設(shè)置有安裝孔的底盤平臺(tái)，優(yōu)選，底盤平臺(tái)呈圓形，底盤平臺(tái)通過(guò)安裝孔安裝其他配件。還包括三個(gè)均勻排列的麥克納姆輪且兩兩之間夾角為120°，如圖1和2所示，麥克納姆輪主要包括兩部分，一部分為電機(jī)控制的輪轂，另一部分為沿著輪轂外緣按照一定角度均勻分布的多個(gè)被動(dòng)輥?zhàn)印?/p>

每個(gè)麥克納姆輪通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)采用三個(gè)電機(jī)控制三個(gè)麥克納姆輪作為主動(dòng)輪，無(wú)從動(dòng)輪，三個(gè)麥克納姆輪按照?qǐng)A周方向均勻排列，三個(gè)電機(jī)安裝時(shí)軸心交于底盤中心，且兩兩之間夾角為120°。該結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，適應(yīng)性強(qiáng)、靈敏度高、穩(wěn)定性好、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，該結(jié)構(gòu)還可以在不改變前視角度的情況下，實(shí)現(xiàn)任意方向的運(yùn)動(dòng)，具有極大的靈活性，滿足系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境的要求。具體的控制通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)，即每個(gè)電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器與控制器相連，控制器輸出信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別控制三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

下面進(jìn)行具體的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析：

在本設(shè)計(jì)中，為了得到一般情況下的三輪全方位系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，設(shè)三個(gè)麥克納姆輪的布局形式是任意的，每個(gè)輪子在系統(tǒng)中既有相對(duì)于系統(tǒng)中心的位置，也有各自的姿態(tài)角度。如圖3和4所示，圖中各參數(shù)及系統(tǒng)各部分運(yùn)動(dòng)參數(shù)定義如下：

設(shè)三個(gè)均勻排列的麥克納姆輪的中心(也即系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)中心)為O點(diǎn)，第i個(gè)麥克納姆輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心為O_i′，i＝1,2,3，xoy是中心為O的直角坐標(biāo)系，x′o_i′y′是圓心為輪轂中心O_i′的直角坐標(biāo)系，r為麥克納姆輪的半徑，α_i是第i個(gè)麥克納姆輪的輥?zhàn)拥钠蚪?，?sub>i是與x軸的夾角，(l_ix,l_iy,θ_i)是x′o_i′y′坐標(biāo)系在xoy中的位姿描述，l_ix＝l_icosβ_i,l_iy＝l_isinβ_i，θ_i是第i個(gè)麥克納姆輪的輪子軸線與x軸方向夾角，v_ir是第i個(gè)麥克納姆輪的輥?zhàn)拥闹行乃俣仁噶浚琜v_x,v_y,ω]^T是O點(diǎn)相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)速度，[v_i′_x,v_i′_y,ω_i′]^T是O_i′點(diǎn)在x′o_i′y′坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)速度，[v_ix,v_iy,ω_i]^T是O_i′點(diǎn)在xoy坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)速度，ω_i是電機(jī)的轉(zhuǎn)速，由圖4可知：

將輪轂的中心速度轉(zhuǎn)換到xoy坐標(biāo)系中，可得：

因?yàn)橄到y(tǒng)在做平面運(yùn)動(dòng)，可得：

由公式(2)、(3)可得系統(tǒng)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程：

∵det(K_i1)≠0,det(K_i2)≠0

令Ki＝[K_i2]^-1[K_i1]^-1*K_i3,l_ix＝l_icosβ_i,l_iy＝l_isinβ_i

得第i個(gè)輪子的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程：

輪子轉(zhuǎn)速到系統(tǒng)中心的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解為：

系統(tǒng)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的雅克比矩陣為：

其中，公式(6)即為系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，然而，對(duì)全方位運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，如果系統(tǒng)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程雅克比矩陣列處于不滿秩狀態(tài)，系統(tǒng)輪子布局就會(huì)存在奇異位形，從而系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)自由度就會(huì)降低，即系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)全方位運(yùn)動(dòng)。由此可知三輪全方位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全方位運(yùn)動(dòng)的必要條件如為：雅克比矩陣R列滿秩，即rank(R)＝3，此時(shí)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)自由度高，能夠?qū)崿F(xiàn)全方位運(yùn)動(dòng)。

則根據(jù)全向移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)的速度矢量(即為O點(diǎn)的速度矢量)[v_x,v_y,ω]^T，v_x是x軸速度,v_y是y軸速度,ω是轉(zhuǎn)向速度，則三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速矢量[ω₁,ω₂,ω₃]^T：

控制器據(jù)此輸出PWM脈沖信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別控制三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

一般的，為了實(shí)現(xiàn)更好的移動(dòng)效果，全向移動(dòng)平臺(tái)還需要設(shè)置傳感器單元用來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)移動(dòng)過(guò)程中的部分參數(shù)，比如，霍爾電流傳感器、陀螺儀傳感器、角度傳感器和超聲波傳感器等，比如，可采用ACS712TELC霍爾式電流傳感器，MPU6050陀螺儀傳感器以及US-100超聲波傳感器。其中電流傳感器是用來(lái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總的工作電流，在電路中為電流保護(hù)控制程序提供有效數(shù)據(jù)；陀螺儀用作采集系統(tǒng)的震動(dòng)數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)向角；超聲波傳感器主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的避障保護(hù)功能。這三種傳感器在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中協(xié)同工作，輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)基本功能。

相對(duì)應(yīng)的，一種全向移動(dòng)輪式機(jī)器人平臺(tái)的控制方法，包括如下步驟：

步驟1、輸入全向移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)的速度矢量[v_x,v_y,ω]^T，v_x是x軸速度,v_y是y軸速度,ω是轉(zhuǎn)向速度；

步驟2、計(jì)算三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速矢量[ω₁,ω₂,ω₃]^T：

式中，設(shè)三個(gè)均勻排列的麥克納姆輪的中心為O點(diǎn)，第i個(gè)麥克納姆輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心為O_i′，i＝1,2,3，xoy是中心為O的直角坐標(biāo)系，x′o_i′y′是圓心為輪轂中心O_i′的直角坐標(biāo)系，r為麥克納姆輪的半徑，α_i是第i個(gè)麥克納姆輪的輥?zhàn)拥钠蚪牵?sub>i是與x軸的夾角，(l_ix,l_iy,θ_i)是x′o_i′y′坐標(biāo)系在xoy中的位姿描述，l_ix＝l_i cosβ_i,l_iy＝l_i sinβ_i，θ_i是第i個(gè)麥克納姆輪的輪子軸線與x軸方向夾角；

步驟3、控制器根據(jù)三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速矢量[ω₁,ω₂,ω₃]^T，輸出對(duì)應(yīng)頻率的PWM脈沖信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；

步驟4、電機(jī)驅(qū)動(dòng)將其轉(zhuǎn)換成控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的雙相四線式脈沖信號(hào)輸出到電機(jī)。

如圖5所示，其采用的麥克納姆輪是則是由成都航發(fā)液壓工程有限公司推出的CL系列輕載90°全向輪CL-10。如圖1所示，輪子外徑101.6mm，共有16個(gè)從動(dòng)側(cè)輪(輥?zhàn)?，每個(gè)輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動(dòng)方向與輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)方向垂直，而這些輥?zhàn)油鈧?cè)所形成的包絡(luò)線剛好構(gòu)成一個(gè)圓柱面，使得輪子能夠?qū)崿F(xiàn)前后連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，保證了系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。在每個(gè)輥?zhàn)觾?nèi)部裝有兩個(gè)尼龍滑動(dòng)軸承，使得輪子具有很好的耐磨性及靈活性。對(duì)于單個(gè)輪子可承受高達(dá)50kg的負(fù)載，因此，該型號(hào)麥克納姆輪對(duì)于輕載全向移動(dòng)平臺(tái)來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的選擇方案。由圖5可知，本設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)中各輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如表1所示。

表1各輪結(jié)構(gòu)參數(shù)表

對(duì)公式(6)有，r＝50.8mm，l₁＝l₂＝l₃＝163.52mm，將表1中參數(shù)代入(6)化簡(jiǎn)得：

其雅克比矩陣化簡(jiǎn)得：

有rank(R)＝3，因此該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全方位運(yùn)動(dòng)。

在系統(tǒng)速度及方向控制過(guò)程中，通過(guò)給定系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的速度矢量[v_x,v_y,ω]^T，代入到公式(8)中，從而得到三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速矢量[ω₁,ω₁,ω₂]^T，然后通過(guò)控制器的PWM輸出功能，分別給三個(gè)電機(jī)輸出相應(yīng)頻率的PWM速度控制信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)速度及方向的控制。

本發(fā)明的有益效果是：

第一、在結(jié)構(gòu)上：突破了移動(dòng)平臺(tái)傳統(tǒng)的四輪式(雙驅(qū)動(dòng)+雙萬(wàn)向)及三輪式(雙驅(qū)動(dòng)+單萬(wàn)向)結(jié)構(gòu)，采用三輪完全對(duì)稱式驅(qū)動(dòng)。相比較之下，傳統(tǒng)的四輪式結(jié)構(gòu)有著輪子分布面積過(guò)大而無(wú)法減小平臺(tái)尺寸的缺陷，并且輪子的分布也導(dǎo)致了系統(tǒng)缺乏靈活性，不適合小尺寸機(jī)器人的平臺(tái)設(shè)計(jì)；傳統(tǒng)的三輪式結(jié)構(gòu)是目前機(jī)器人平臺(tái)應(yīng)用較為廣泛的一種結(jié)構(gòu)，但在復(fù)雜的環(huán)境中，由于結(jié)構(gòu)的限制也會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)缺乏靈活性，對(duì)于一些緊急事故，無(wú)法做到完全有效避免或解決；而本申請(qǐng)的基于麥克納姆輪的三輪式結(jié)構(gòu)，三個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊采用完全均勻?qū)ΨQ式分布，其平臺(tái)占用面積可以大大縮小，可以作為小型機(jī)器人平臺(tái)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一個(gè)優(yōu)秀選擇方案，而麥克納姆輪獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，也保證了系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)上的靈活性。

第二、在運(yùn)動(dòng)上：通過(guò)對(duì)本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程分析可知，系統(tǒng)可以在不改變正面方向的狀態(tài)下，完成任意方向的運(yùn)動(dòng)，且不需要轉(zhuǎn)向行為，這就避免了傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)遇到障礙或其他緊急情況需要花時(shí)間轉(zhuǎn)向來(lái)躲避障礙的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了事故的靈活處理。另一方面，本設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)發(fā)生一定位移，并且占用較長(zhǎng)時(shí)間，在轉(zhuǎn)向過(guò)程中，基于均勻?qū)ΨQ分布的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可以完成繞自身中心的轉(zhuǎn)動(dòng)，這就大大的縮短了轉(zhuǎn)向時(shí)間，消除了轉(zhuǎn)向過(guò)程中遇到障礙的問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的靈活性。

第三、在控制上：由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制，本設(shè)計(jì)在控制上要比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，但同時(shí)控制精度也要高得多。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的分析可知，只要給定系統(tǒng)的目標(biāo)速度矢量或轉(zhuǎn)向角速度，系統(tǒng)就可以按照設(shè)定的速度及方向運(yùn)動(dòng)，結(jié)合角度傳感器及控制器的定時(shí)器，就可以讓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)任意方向前進(jìn)指定距離或者任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)指定角度，加上系統(tǒng)采用的是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制精度也將大大提高，這就使得系統(tǒng)具有了完全可控性，讓后期平臺(tái)的拓展開(kāi)發(fā)更加方便靈活。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或者等效流程變換，或者直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。