ROS全向轮小车的搭建1

ROS全向轮⼩车的搭建1

正值暑假有很多的空余时间，所以打算⽤⾃⼰⼤⼀⼤⼆所学的知识和⼀些准备⽐赛的经验来从零开始搭建⼀个基于arduino的ros全向轮⼩车，之前准备⽐赛做的是差分机器⼈所以这次想尝试挑战⼀下全向移动机器⼈。和其他机器⼈⼀样在搭建机器⼈之前⾸先得设计好⾃⼰机器⼈的底盘，包括底盘的运动模型，后续都会根据模型去调整⼩车的⼀些参数，要想做好⼀个机器⼈，搭好底盘是⾮常重要的⼀步。

1.全向轮机构设计

全向轮的底盘可以是等边三⾓形也可以是圆形（可根据⾃⼰实际情况来定），三个轮⼦两两必须相差120°，⼀般常⽤的安装⽅式为三个轮⼦到底盘中⼼的距离要相等。

2.电机的选型

转速⽐，这个需要根据底盘的负载来进⾏选择，选择的电机如果转速⽐越⼤则扭矩就会越⼤，但相应的转速就会最重要的就是选择电机的扭矩

扭矩和转速⽐

转速选择则要根据轮⼦的⼤⼩和机器⼈移动的速度来选择，如果是室内机器⼈的话速度最好在1m/s左右，速度太⼤了可能会失控。越⼩；电机的转速

如果要对车轮测速的话就得选择带编码器的电机，编码器⼀般分为光电编码器和霍尔传感器，编码器码盘的精度则得根据主控板的处理精度来选择，像arduino mega2560这种的话可能处理的精度不会很⾼，像处理更⾼码盘的话可以使⽤stm32来作为主控板，这样精度会更⾼，但是这样程序的编写相对于arduino来说就会变得相对复杂⼀些，对于像我这种初学者来说选择arduino会更好⼀点。电机的运动是通过主控板根据PID来控制PWM输出来控制电机驱动板来控制的。

3.电机驱动板的选择

电机驱动板，⽬前使⽤的电机驱动板⼤部分是两路和四路电机驱动板还有少部分单路的（⽤的⽐较少了），如果是⾃⼰对单⽚机硬件这⽅⾯感兴趣的话可以尝试⾃⼰焊⼀块三路电机驱动板。我选择的是两块⼤功率的两路电机驱动板。

4.底盘电源的选择

电源的选择也是⼀个⼤问题，⼤部分⾃制机器⼈底盘都是使⽤LiPo电池，对于如何选择电池的容量，不仅仅得根据电机的额定电压和额定功率来选择，还得考虑电机的⼯作时间和底盘的负载，如果想让电机⼯作时间越长则就得选择容量更⼤的电池，⽽⼤容量电池⾃然体积就会更⼤，这样⼀来⼜增⼤了底盘的负载，就⼜回到了电机选择那，所以选择合适的锂电池是⼀个⽐较⿇烦的问题，电池的⼯作时间可以根据电池的额定功率和电机的额定功率来计算。

5.底盘控制板的选择

控制电机驱动板的控制板推荐使⽤arduino mega2560因为这块板⼦接⼝很多⾜够使⽤了（54路数字输⼊/输出⼝）,条件好的话可以选择32控制板。

6.R o s主控板的选择

底盘搭载ros系统的主控板可以是树莓派，minipc,Tx2,nano等等，如果是像经济实惠的话可以选择树莓派，在树莓派上运⾏ros系统，我这⾥选择的是minipc这相对于树莓派来说性能要好⼀点，在后续的机器⼈搭建过程中可能会顺利⼀点。

7.底盘的其他功能部件

如果说向给⼩车底盘加⼀些其他功能的话可以在底盘上加⼀些传感器，如红外传感器，超声波传感器，防撞传感器，姿态传感器，温度传感器等等，环境类传感器的话可以与语⾳模块搭配使⽤，让机器⼈可以随时播报环境情况。

底盘的硬件选择⼤致就是这些了，之后就是底盘的搭建和调试了。

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