全向輪控制演算法

1. 萬向輪，全向輪的優缺點是什麼承重能力怎麼樣

優點：
這個輪子的好處是可以原地轉圈，可以前進後退左右移動。講白了就和他名字一樣，全向。
萬向輪的話，畢竟不能原地轉動。
缺點：
目前看來缺點就是只能在干凈平整的地點使用，所以基本都是用在大型機械化自動工廠裡面的。
承重能力怎麼樣？
承重能力比定向腳輪承重稍差，不過總體承重可以，越大的輪子承重越大

2. 麥克納姆輪和全向輪他們的優缺點分別是什麼

麥克納姆輪和全向輪他們的優點分別是靈活方便，缺點價格昂貴。

全向輪，顧名思義，就是可以在任意方向運動，任意角度，任意方向。

因而，相對於傳統差分驅動方式，全向輪可以在平移的同時完成旋轉，而不需要首先旋轉，然後進行平移。

全向輪注意：

全向輪的獨特之處在於其特殊的輪胎。全向輪並不僅僅是一個輪轂，而是由很多輪胎的組合體。其主體為一個大型中心輪，在中心輪周邊為中心軸方向垂直於中心輪的小型輪子。

大型中心輪與普通輪子一樣，可以繞其中心軸旋轉，而其周邊小型滾輪則可以使得全向輪沿平行於中心軸方向旋轉。

3. 移動機器人的分類

移動機器人從工作環境來分，可分為室內移動機器人和室外移動機器人;按移動方式來分：輪式移動機器人、步行移動機器人、蛇形機器人、履帶式移動機器人、爬行機器人等;按控制體系結構來分：功能式(水平式)結構機器人、行為式(垂直式)結構機器人和混合式機器人;按功能和用途來分：醫療機器人、軍用機器人、助殘機器人、清潔機器人等。按作業空間來分：陸地移動機器人、水下機器人、無人飛機和空間機器人。
機器人套件
四獨立馬達100毫米萬向輪Arino的學習機器人套件(robot kits)C009 這是四輪驅動的移動平台Arino的學習機器人套件（robot kits)
，適用於Arino設計愛好者和學生。它包括四個空心12V直流電動機，編碼器的Arino微控制器和I / O板擴展，它是可編程的開放soure Arino語言。它的底盤是由鋁合金和已預先鑽了孔的微控制器。這種萬向輪(Mecanum wheels)移動平台的Arino機器人套件可在任何方向移動，通過改變每個車輪的方向和速度。在同一方向移動所有四個車輪向前/向後移動，導致運行方向相反的原因旋轉左/右兩側，相反的方向運行前和後方，導致側身運動。平台後輪安裝一種特殊的方式，使懸掛結構，確保所有四個輪子能堅持到地面，即使是不均勻的地面。重型履帶式移動坦克機器人套件C018 這是一個創新履帶機器人套件(robot kit)，基於履帶式移動坦克機器人
套件C015，重型履帶式移動坦克機器人套件槽的胎面允許你建立機器人軌道，在崎嶇的地形，或者你可以建立一個傳送帶上拿起對象。您可以探索更苛刻的地形。使用此工具包作為一個獨立的，或將其與其他配件更復雜的機器具有更多的功能。履帶式移動的坦克機器人套件提供出色的穩定，牽引力和低地面承載壓力，讓您使用更廣泛的應用。這種坦克的機器人套件可以單獨使用，或者你可以結合配件及其他部件，所以你有一個復雜的機器，有更多的功能。有良好的牽引力，低地面承壓，穩定的，所以你可以在許多應用中使用它。該套件也將在惡劣條件下，如天氣.3WD 48毫米全向輪移動平台機器人套件10019
這是反傳統的移動機器人套件，它有3個的全方位車輪，使移動，同時轉動，並在每一個方向加速在不改變方向。 除了3個電機驅動，機器人具有3的超聲波感測器掃描環境。編程機器人套件，我們選擇Arino的維護軟體，輕松和利用提供優良的電機控制演算法。產品特點：* 3輪驅動*全向輪*鋁合金框架*可旋轉與Arino微控制器和IO擴展板*大頂板，增加設備，如手提電腦或相機*可編程的C，C++*第二和第三板的擴展組件沒有經驗，需要操作平台*添加新的零件，您的系統和擴展整個機器人。*無線數據傳輸介面*支持XBEE（XBEE親）*支持藍牙*支持APC220*支持SD卡讀/寫三獨立馬達100毫米全向輪式移動Arino機器人套件C013這是3輪驅動，全向輪式移動的Arino機器人套件。它能夠通過改變每個車輪的速度和方向，不改變其方向，在任何方向移動。這Arino的機器人車包括一個微控制器，IO擴展板，Faulhaber 12V直流馬達光學編碼器，紅外線和超聲波感測器四獨立馬達萬向輪移動平台的Arino機器人套件
這種四輪驅動萬向輪(mecanum wheel)Arino機器人套件(robot kits)是穩定的，只通過改變每個車輪的方向和速度，就可向任何方向移動。包括100毫米鋁全向輪輪轂，Faulhaber 12V電機與光學編碼器，328的Arino控制器，Arino的IO擴展，超聲波和紅外線感測器。在同一方向移動所有四個車輪向前/向後移動，導致運行方向相反的原因旋轉左/右兩側，相反的方向運行前和後方，導致側身運動。平台後輪安裝一種特殊的方式，使懸掛結構，確保四個輪子能堅持到地面，即使是不均勻的地面。三獨立馬達100mm全向輪移動平台機器人套件這種三獨立馬達全向輪(omni wheel)機器人套件(robot kits)
非常適合用於監視和運輸，但大多是為研究人員和 學生設計的。不改變方向，通過改變每個車輪的速度和方向，它可以在任何方向移動。它配備的Arino微控制器和3全方位與編碼器由3直流電動機驅動車輪，使旋轉和全方位車輪3直流電動機驅動與編碼器，允許同時在任何方向旋轉和運動。綜合紅外和超聲波感測器使機器人跟蹤和追逐的對象。它包括一個微控制器，IO擴展編碼器和直流電動機。其鋁合金車身和預鑽螺絲孔，方便為您添加組件，只要你喜歡。

4. 機器人電機控制主要控制那些變數及通過哪些環節實現

機器人的應用日漸廣泛，對工業生產與提高效能有重要作用。工業機器人主要利用伺服電機進行運動控制，從而實現移動和抓取工具。本文將詳細討論伺服電機的特點以及不同類型伺服電機相應的控制原理。

運動控制原理

運動控制與機器人密切相關。工業應用中的機器人必須透過由多款電機所構成的致動器才能自行移動，以執行任務或透過機器手臂抓取工具。

機器人的運動控制系統通常由電機控制器、電機驅動、電機本體(多為伺服電機)組成。電機控制器具備智能運算功能，並可傳送指令以驅動電機。驅動可提供增壓電流，根據控制器指令以驅動電機。電機可以直接移動機器人，也可通過傳動系統或鏈條系統讓機器人移動。

圖1：機器人的運動控制系統。

輸出類型

移動機器人往往用於探索大范圍面積的土地，並能夠使用各種螺旋槳、機器腳、輪子、軌道或機器臂移動。例如各種NI展示平台，包括VINI、VolksBot與Isadora。這些機器人分別使用了全向輪(Mecanum wheel)、一般輪以及機器手臂。而針對嵌入式控制，則可通過NI CompactRIO等嵌入式平台，並整合實時控制器與FPGA。CompactRIO亦包含可重配置機箱，能夠容納多樣化的I/O配置，包含感測器輸入與電機控制。

VINI是使用全向輪的機器人平台，能以多方向行進。除了像傳統輪子般的前進與後退，全向輪亦可將輪軸旋轉為相反方向，以任何方向行進。此款車輪已普遍用於必須能在狹小空間中移動的自動堆高機等應用。

VINI還是一款地圖描繪機器人，通過NI工業級控制器與CompactRIO執行路徑規劃與數據處理作業。嵌入式的工業級控制器提供雷射掃描地圖，並執行機器視覺處理，讓CompactRIO接收感測器數據，並在攝像機系統上控制伺服電機。

圖2：VINI機器人。

VolksBot搭載的車輪是由德國的弗勞恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)所開發的。

圖3：德國Fraunhofer Institute研究機構開發的RT3 VolksBot。

Isadora則是一種會跳舞的人形機器人，經由人類操作縮小版的機器人以取得輸入數據。接著開始移動自己的機器手臂與軀干，以模仿縮小版機器人的運動。Isadora採用2組CompactRIO，其中1組用於模擬已記錄的運動，另1組則是讓機器人重現運動軌跡。

圖4：Isadora跳舞機器人。

伺服電機控制原理及其類型

伺服電機是機器人應用中常見的一種電機，其基本控制原理是利用控制迴路、結合必要的電機反饋，從而協助電機進入所需的狀態，如位置與速度等。由於伺服電機必須通過控制迴路了解目前狀態，因此其穩定性高於步進電機。

伺服電機有不同種類——帶刷式與無刷式。有刷伺服電機與無刷伺服電機之間的差異在於其通訊機制。伺服電機的工作原理是根據反向磁力，進而移動或建立轉矩。最簡單的例子有固定磁場與旋轉磁場。只要改變流過磁場的電流方向，即可變更磁極，並讓磁極(轉子)開始旋轉。變更線圈的電流方向，即所謂的「換相」(commutation)。

有刷伺服電機

有刷伺服電機(brushed motor)的控制原理即是通過機械式電刷，改變電機線圈中的電流。由於有刷電機能改變流入的電流方向，因此可由直流電源(DC)供電。有刷伺服電機可分為2組零件：

電機機殼即具有場磁鐵(Field magnet)，即定子(Stator)
轉子(Rotor)是由線圈所構成，中間具有鐵制核心，並連接至電流變換器
電刷則接觸電流變換器，將電流導入線圈中。在使用一段時間之後，電刷即可能磨耗並對系統產生摩擦力；但在無刷伺服電機中則不會發生此種情況。

無刷伺服電機

大多數的無刷伺服電機均使用交流電源(AC)。無刷伺服電機的控制原理是將鐵制核心置於外部。當轉子成為暫時性的磁鐵，定子則成為繞鐵線圈。外部電路的電流將會在既定的轉子位置進行反轉。所以，此款伺服電機是由交流電所驅動的。當然亦有無刷DC伺服電機。這些電機一般均具備某些電子切換電路，可針對流入的DC進行變換。無刷伺服電機的價位較高，但較無磨損問題。

步進電機

在機器人運動應用中，步進電機不如伺服電機普及，但仍為電機的重要範例，而且使用方式較為簡易。與伺服電機相比，步進電機的速度較慢亦較為精確。步進電機中具有一系列內建的無刷齒(Brushless teeth)，可在電流通過而改變電磁電荷後，由下一組刷齒拉動轉子，前一組刷齒推動轉子，從而為步進電機通電。

相較於伺服電機，由於步進電機可通過刷齒的數量(即等於所移動的距離)進而精確進行控制，因此一般情況下並不需要反饋。但可能因為障礙物而遺漏刷齒，因此可用編碼器做為反饋。

運動控制器與軟體架構

許多製造商均建立了自家的驅動系統，以操控機器人。在考慮機器人應用中的運動控制系統時，可先了解初階的網狀循環，如下圖所示。

圖5：運動控制軟體架構。

至於機器人任務規劃的較高階功能，則是讓機器人的行動達到最終的目標。它可能是以單一指令囊括多組目標，或可讓機器人進入特定位置。若機器人採用遙控(Tele-operated)架構，那麼這些指令最可能通過連接板外(off-board)的計算機而傳送的，而且可在此人為操作選擇機器人的後續動作或行為。在完全自動化的機器人中，根據決策用演算法的不同，任務規劃亦可能直接在板上執行。

在規劃路徑時，往往會產生「我應該如何到目的地以完成此任務？」或是「我應如何讓機器手臂移動到該位置？」等問題。而此種問題均可由機器人運動控制器完成。

一旦清楚目的地與行進速度之後，伺服電機控制器將發出控制信號(PWM或電流等)至實際的電機驅動，使其得以到達目的地。一般均以PID建構控制功能。另請注意，此時亦應建置安全性功能。舉例來說，若高速行進中的機器人在目前的路徑上偵測到人類，則應發出緊急信號以停止電機或立刻煞車。

5. 全向輪運動原理

全向輪是海丹等人的一款專利產品。全向輪包括輪轂和從動輪，該輪轂的外圓周處均勻開設有3個或3個以上的輪轂齒，每兩個輪轂齒之間裝設有一從動輪，該從動輪的徑向方向與輪轂外圓周的切線方向垂直。本實用新型是一種結構簡單、適用范圍廣、可以在較差的路況上運動的全向輪。

6. 簡述麥克納姆輪是如何驅動機器人在平面內實現全向平移的

在競賽機器人和特殊工種機器人中，全向移動經常是一個必需的功能。「全向移動」意味著可以在平面內做出任意方向平移同時自轉的動作。為了實現全向移動，一般機器人會使用「全向輪」（Omni Wheel）或「麥克納姆輪」（Mecanum Wheel）這兩種特殊輪子。

全向輪與麥克納姆輪（以下簡稱「麥輪」）在結構、力學特性、運動學特性上都有差異，其本質原因是輪轂軸與輥子轉軸的角度不同。經過分析，二者的運動學和力學特性區別可以通過上面表格來體現。

7. 全向輪的產品應用

全向輪(omni wheels)能夠在許多不同的方向移動，左右車輪的小光碟將全力推出，但也將極大的方便橫向滑動。這是一個建立完整的驅動器的方法。全向輪可以像一個正常的車輪或使用滾輪的輥側向滾動，其膠輥提供了極大的扣人心弦。它適用於在使用機器人、手推車、轉移輸送機、貨運車、行李等，全方位車輪將提供完善的性能，當集成與傳統的車輪。例如，您可以使用兩種傳統的車輪中心車軸和四個全方位前軸和後軸車輪，以建立一個六輪車輛。全方位輪移動和旋轉，這是很容易的方向控制和跟蹤，並盡可能快地轉動。全方位輪無需潤滑或現場維護和安裝選項是非常簡單和穩定。全方位輪通常可以大致可以分為2種類型：一類是單盤的全方位輪，一個是雙排的全方位輪。單盤全方位輪的被動輥的單盤，而雙板的全方位輪被動輥有兩個板塊是相互尊重，旋轉稍。相比單盤的全方位輪，雙板的全方位輪滾筒之間沒有死區的優勢.
100毫米雙尼龍，橡膠全向輪W/軸承滾輪-W041
這是一個全方位的球軸承輪，它可以讓你自己設計的全向性機器人套件(robot kits)。可裝100毫米雙尼龍橡膠全向輪（omni wheel)四輪驅動的學習平台，全向輪（omni wheels)式移動平台。 它沿其情況和膠輥輥安裝，避免滑倒。100毫米雙塑全方位輪用於機器人，手推車，轉移輸送，運輸推車，行李等。它可與任何軸直接安裝在標準的樞紐
100毫米雙塑全向輪(omni wheels)-W049
100毫米的塑料全向輪(omni wheels)，提供360°運動，旋轉和側身機動性。可安裝三獨立馬達100毫米全方位輪式移動機器人套件(robot kits)。
152毫米雙板塑料全向輪W /軸承輥-W083
全向輪(omni wheels)是能夠在兩個方向自由滾動。全方位方向的車輪，讓機器人從一個非完整的轉換到一個完整的機器人套件（robot kit)。一個不完整的機器人，使用正常的車輪只有2 3可控度的自由 - 向前/向後旋轉。不能夠一邊移動方式，使機器人的速度較慢，在實現其目標的效率較低。 152毫米雙鋁全向輪(omni wheels)W085
152毫米雙鋁全向輪(omni wheels)提供簡單的360°運動，旋轉和側身機動性。這152毫米雙鋁全向輪可以安裝三獨立馬達三角152毫米雙鋁全向輪式Arino機器人套件（robot kits)。
127毫米雙鋁全向輪(omni wheels)-W075
127毫米雙鋁全向輪(mecanum wheels)，提供簡單的360°運動，旋轉和側身機動性。這127毫米雙鋁全向輪可以安裝三獨立馬達三角127毫米雙鋁全向輪式Arino移動機器人套件(robot kits)。
203毫米雙鋁全向輪(omni wheel)-14124
203毫米雙鋁塑料全向輪(omni wheel),這輪驅動的輪轂，可以驅動一個車輪的連軸器（Universal hubs）.這種可以使用在全方位輪的機器人，購物車的車輪，和其他的應用程序需要此車輪的特殊功能.
203毫米雙鋁全向輪/軸承滾子14125
203毫米雙鋁塑料全向輪(omni wheel)，這輪驅動的輪轂，並可以驅動一個車輪的連軸器（Universal hubs）.全方位輪（omni wheels)可以使用在機器人.購物車的車輪，和其他的應用程序需要此車輪的特殊功能。
48毫米LEGO兼容的全向輪(omni wheels)-W108
48毫米全向輪(omni wheels)Mindstorm的NXT兼容全輪通常被用於工業市場。它被安裝在一個固定的位置，這是運動和旋轉360度的能力。耐用的建設和無限的可操作性，使這種全方位輪艱苦的環境和工業應用的理想選擇。
48毫米全向輪是專為地板和倒置的應用，如手動和電動輸送帶傳送系統，飼料導軌，工作站唱盤，機器人輪子等。它帶有一個NXT兼容樞紐的Arino電機軸的中心樞紐。

8. 當女兵有什麼基本要求年齡控制在多少歲

戶口:
農業應初中以上畢業,非農業應高中以上畢業
年齡:
年齡在17--22周歲身體健康的中國公民都可以報名應征。大專畢業年齡可以放寬到23周歲，本科的年齡可以放寬到24周歲，少數民族的年齡增加一歲！

身體條件:

女性身高不低於160cm女
體重不超過標准體重的15％，不低於標准體重的15％。【標准體重
＝（身高－110）kg】。

視力:
陸勤人員右眼裸眼視力不低於4．9，左眼裸眼視力不低於
4．8。特勤人員每眼裸眼視力不低於5．0。普通高中畢業以上文化程度青
年右眼裸眼視力不低於4．8，左眼裸眼視力不低於4．6。矯正視力不低於
5．0。對大學專科以上文化程度的青年、在校大學生右眼裸眼視力放寬至
4．6，左眼裸眼視力放寬至4．5。
視力不好可以極光打眼

9. 全向輪和萬向輪各有什麼優缺點各自的應用是什麼

腳輪是個統稱，包括活動腳輪和固定腳輪，萬向輪指的就是活動腳輪。固定腳輪沒有旋轉結構，不能水平轉動只能垂直轉動。萬向輪的結構允許水平360度旋轉，左右車輪的小光碟將全力推出，貨運車。
全方位輪通常可以大致可以分為2種類型，該輪轂的外圓周處均勻開設有3個或3個以上的輪轂齒，這是很容易的方向控制和跟蹤。其膠輥提供了極大的扣人心弦。全向輪(omniwheels)能夠在許多不同的方向移動，行李，一個是雙排的全方位輪。

10. 看過亞太機器人大賽的視頻，覺得他們做的好神奇，我一點都不懂 他們是怎麼控制的那麼高的精度

其實沒有那麼精準，若是讓機器人去穿針引線，利用現有的技術那肯定是不行的。你說的精準其實跟工業機器人的精準其實沒有在一個檔次上，參加Robocon大賽的機器人都是本科生利用課余（或者翹課）時間做的。從工藝上來說，並沒有達到工業生產中公差配合的那種精度要求，因此說，精度其實並不在一個檔次上。
但是， ABU Robocon比賽的魅力就在於如何根據學校提供的資源，利用已有的機械條件配合各種感測器來完成滿足使用要求的機電一體化產品。Robocon（諧稱「蘿卜坑」）的坑友們，有一個思想就是：機電互補。機電互補的實質就是在滿足同一個要求的情況下，選擇合適的機械或者電路的方法。選擇的標准有：可靠性，重量，精度，速度。在Robocon的比賽中，穩定贏得比賽，速度贏得冠軍。重量只有滿足要求才能參賽，精度夠用才能保證完成每一個串列的小任務。

全場定位方面，普遍採用的是07年西安交通大學開創的陀螺儀+碼盤（光柵編碼器+全向輪-迄今為止都採用小輪大輪夾角90度的麥克納姆輪）的定位模式。如果你留心觀察，在07年以前的賽場上，密密麻麻貼著白線。但是在最近幾年裡，白線的面積在逐漸縮小甚至消失（比如ABU Robocon 2014年的場地，基本上是用顏色區分的）。呵呵，算是給我交做個宣傳吧。。。跑題了。。。言歸正傳，機器人在場地上有3個自由度。假設把地面當做xoy平面，那麼機器人有一個繞Z軸旋轉的自由度，沿x、y平移的自由度。用一個陀螺儀，返回機器人相對於初始位置的相位（初始相位就是在場地發車區時的相位）。用至少兩個碼盤，可以返回機器人的速度信息。緊接著，利用高中物理知識再輔之以積分等，做一個演算法，就可以達到機器人在全場上的位置和姿態了。

機器人的動作區域，因為對末端執行器（一般是抓手）的位置精度要求較高，有兩種辦法。一種是機械限位——比如導輪、特殊形狀的器件（比如圓環可以用V型槽來定位），另一種是利用感測器——比如超聲波、紅外測距、激光雷達、進行校正。不同的方法，返回的有效數值的意義都不一樣，校正的項目也是不一樣的——但總的來說大多都選擇校正碼盤值。競賽用陀螺儀還是很貴的，具體型號我就不說了（也記不住），在規定轉速范圍內其精度還是有保證的。有了這些感測器，基本上在機器人動作的時候，就可以有很大的靈活性。通過這些感測器，可以彌補因為碼盤打滑引起的誤差，也可以彌補場地實際作用尺寸與標注尺寸之間的誤差（包括製造誤差跟基準不重合誤差）。

另外，在全場定位的過程中，也可以在行進中選擇合適的路徑，利用場地上的標志物做參考系，適當的對路徑加以修正。這個其實就跟比賽的方案關系比較密切了——成功衛冕冠軍的電科在參加Robocon 2013的綠化星球任務中，就是利用白線修正自動機器人（A車）路徑的。話說，這個其實。。。跟各隊的文化有關。路徑-方案，可以深深地映射出一個團隊的指導思想，一個學校學生的科研理念。話不多說，到此為止。

向HITCRT致敬

西交Roboteam 一退役閑散人