Modelowanie dynamiki ośmiokołowego autonomicznego robota mobilnego

Robotyka mobilna od wielu lat stara się rozwiązać problem przemieszczania się robotów mobilnych w różnych środowiskach. Dotychczas stosowane i najbardziej popularne rozwiązania zakładają dostosowywanie rodzaju napędu do podłoża oraz warunków, w jakich robot będzie się poruszał. Różnice wynikające ze struktury podłoża mają w takim przypadku znaczący wpływ na wybór sposobu poruszania się. Obecnie do najczęściej spotykanych rozwiązań należą napędy kołowe oraz gąsienicowe. Proces generowania trajektorii jest jednym z kluczowych zadań sterowania ruchem robotów mobilnych. Generowanie i realizacja przebiegu trajektorii determinuje zachowanie się pojazdu podczas dojazdu do celu oraz umożliwia realizację płynnego ruchu w przestrzeni zadania. Jednakże realizacja trajektorii w środowisku rzeczywistym powinna również uwzględnić występowanie przeszkód na drodze pojazdu, co w konsekwencji prowadzi do konieczności zmiany trajektorii w celu uniknięcia kolizji. Roboty mobilne to obiekty, które wymagają opisu oraz analizy kinematyki i/lub dynamiki (prostej i/ lub odwrotnej).Opis ruchu autonomicznych robotów mobilnych zazwyczaj nie ogranicza się do rozważań kinematycznych, ale wymaga opisu dynamiki, np. gdy: wysoko zlokalizowany jest środek ciężkości (możliwe wywrócenie robota), możliwy szybki skręt (utrata przyczepności, poślizg).Opis ruchu platformy w rozważanym przypadku bazuje na opisie oddziaływań kół robota z podłożem. Zastosowano znane w literaturze opisy współpracy kół z podłożem. Opis dynamiki rozważanego obiektu jest istotny w kontekście wyznaczania przewidywanej trajektorii ruchu platformy mobilnej, a tym samym określa stopień manewrowości rozważanego obiektu. Najczęściej spotykanymi formalizmami wykorzystywanymi w modelowaniu układów wieloczłonowych są równania Lagrange’a [1–4]. W pracy zaprezentowano opis modelu matematycznego analogiczny do stosowanego w pracy [5] do opisu ruchu układu reprezentującego żuraw samojezdny w cyklu roboczym przenoszenia ładunku.

---

This paper presents the modeling problem concerning the dynamics of the autonomous transport vehicle designed at Hochschule Ravensburg-Weingarten. The dynamics problem of that eight-wheeled autonomous transport vehicle have been formulated and solved. Additionally examples of simulation results representing the changes of individual motion parameters have been presented. The contact phenomenon between foundation and drive wheel has been taken into account in the dynamics model.