关键词:
Venlo型温室
机器人底盘
转向稳定性
稳定性试验
参数优化
正交试验
摘要:
针对Venlo型温室采摘、运输、喷雾等机器人底盘通用性差、地面平整度影响走直与转向精度、路轨切换效率低等问题,设计一种机器人用路轨两用通用底盘。通过底盘中间同轴线驱动轮的差速驱动,实现零半径转弯;利用减震装置,提高驱动轮的抓地性,降低对地面平整度的要求。基于理论分析及动力学仿真对底盘原地转向时的稳定性进行研究,通过转向后底盘与轨道中心线的偏移量反映转向稳定性。运用Box—Behnken中心组合试验方法,以驱动轮角速度、角加速度、静摩擦系数、偏心距作为试验因素,以两中心线的偏移量和转向对轨时间为评价指标,进行四因素三水平稳定性正交试验。通过Design—Expert 10.0.1数据分析软件,建立各试验因素与评价指标的回归模型,分析各因素对评价指标的影响程度,并对试验参数进行优化。结果表明,底盘转向对轨的最优工作参数:驱动轮角速度、角加速度分别为1.3 rad/s、0.9 rad/s^(2),静摩擦系数为0.8,偏心距为0 mm,此时两中心线的偏移量为7.586 mm,转向对轨时间为4.497 s。温室现场试验的两中心线偏移量为7.46 mm,转向对轨时间为4.38 s,与模型预测值的相对误差均小于5%。为Venlo型温室机器人底盘的设计与优化提供参考。