智能小车基础知识

主动轮：提供动力，连接电机或者内燃机等
从动轮：被动运动，因为摩擦力而运动
车轮一共有四种基本的类型 1.标准轮
标准轮一共有两个自由度
一是绕轮轴的转动 二是以接地点为中心的垂直轴转动 绕轮轴的转动可以用电机实现，转动可 以用舵机实现
2.小脚轮 小脚轮存在两个自由度 由于结构原因，小脚轮一般作为从 动轮，即一般无动力施加
这里说的驱动是指直流电机的驱动，虽然直流电机一通 电就能动，但是想要控制直流电机的运动速度，就需要 使用到电机驱动，电机驱动就是用来改变给予电机的电 压的大小和方向，以此来控制电机的转速大小和方向 驱动的基本原理是H桥 当所有开关都打开时，电机不通电，不运动 当开关A和开关D闭合，开关C和开关B断开时，电机正相 通电，电机正转 当开关b和开关D断开，开关C和开关B闭合时，电机反相 通电，电机反转
1.两轮前后排布，前轮为可操纵标准轮，后轮 为动力标准轮
优点：结构简单，控制对象简单
缺点：小车难以平衡，容易倾倒，控制方式困难
2.两个动力标准轮平行排布，独立动力 当重心在轮轴以下时，可以实现平衡，类似不倒翁
当重心在轮轴以上时，是比较流行的两轮平衡小车， 通过陀螺仪等角度传感器反馈，使得小车平衡
3.瑞典轮
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常见的有两种：
一种叫做麦兊纳姆轮，是瑞 典麦兊纳姆公司的专利 一种叫做全向轮 这两种轮子可以实现多方位的 运动，因此在机器人领域有着 十分广泛的应用，有独特的底 盘构造，在下面会有介绍
4.球形轮 可实现各个方向的运动，基本不 受制约 但是作为主动轮实现难度大，基本 不能实现
底板布局决定了运动方案和控制方法 布局要考虑三个因素：机动性，可控性，稳定性 要考虑不同的工作环境和实现的目标时，底板的适应度，以此来选择合适的底盘 接下来介绍几种常见的底盘
无刷电机没有电刷，因为将换向的工作交给电机外的电 子调速器
现在流行的四旋翼使用的就是无刷电机
3.直流电机 除了无刷电机外的直流电机基本都是有刷的， 这种电机只要外部给予一个直流电压，就能够 动起来，外部给予的直流电压的大小可以改变 电机转速的大小 一般直流电机的转速很快，因此需要减速箱将速 度减慢 从物理知识可以知道，p=F*V,电机输出的功率是不 变的，当经过减速箱后，速度变慢了，输出的力就变 大了，这就是减速箱的作用
优点：结构简单，控制方法简单
缺点：只适合平坦路段
3.后轮两个独立动力轮，前轮无动力辅助轮 两个后轮可以通过不同的转速来实现转弯等动作 前轮为无动力辅助轮，可以是小脚轮，也可以是球形轮
4.前轮是动力轮，后轮是两个无动力的标准轮
用舵机（舵机的使用下面介绍）来调整方向， 转向和前进完全独立，便于控制
5.四驱底盘
Write by tinb
简介 车轮 底盘
电机
驱动
可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理； 能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、
准确定位停车，远程传输图像等；
分为三部分——传感器，控制器，小车； 本次我们只讲解小车部分，对小车的各种部分进行介绍
最为常见的底盘，通过四个轮子的速度变化 可以实现前进，转弯等运动
缺点：当在转弯或者旋转运动时，内侧的轮胎 会出现打滑状态，打滑状态是无法控制的，因 此很难精准的确定小车的位置和方向
6.全向轮底盘 通过三个轮子的速度合成，可以实现任何方向的运动
比如当两个轮子同速同方向运动，另一个轮子不动 时，可以实现前进 通过三个轮子的同速同方向运动可以实现原地旋转
但是去除限位装置这个过程是不可逆的，因此 这种方式一般用的比较少
2.步进电机 从名字上可以得到，这种电机就是一步步的前进 通过给定的脉冲，每给定一个脉冲就前进一步，同 过给定脉冲的快慢就可以得到不同的速度，每一步 的大小是电机的固有参数 步进电机在邀控制精度的场合使用的很多，比如3d 打印机
3.直流电机（重点） 在学习直流电机原理的时候，都学过电刷的概念，电刷 就是用来给电机换向的装置 但是电刷的存在会产生火花，摩擦力，接触不良等问 题，因此，直流电机分为有刷和无刷两种
7.麦兊纳姆轮底盘 前进，转弯等和四驱车是相同的 当两侧的轮子同速度相反速度运动时，能够实现向 左或者向右的平行运动
电机是将电能转换为机械能的器件
电机分为直流电机和交流电机，这里讨论的电机都是直流电机
常用的电机分为三种：舵机，直流电机，步进电机
1.舵机 舵机本来是用来控制转向的，通过给不同的脉 冲信号，会处于不同的角度，以此来控制角度 可以通过去除舵机里的限位装置，可以使舵机 一直旋转，不同的脉冲信号就可以对应不同的 速度和方向了