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三轮机器人技术概述
资料介绍
一、基本定义与分类
三轮机器人是一种以三个轮子作为移动载体的自动化智能设备，通过搭载传感器、控制器和执行机构实现自主导航、环境感知与任务执行。根据轮系布局可分为：
· 两轮差速驱动+万向轮结构：左右两轮独立驱动控制转向，前轮或后轮设万向轮辅助平衡，为最常见构型
· 三轮同步转向型：三个轮子均可独立转向，具备全向移动能力
· Ackermann转向结构：类似汽车转向原理，通过转向拉杆实现前轮转向
二、核心技术组成
1. 驱动系统
通常采用直流减速电机或步进电机，配合编码器实现速度闭环控制。差速驱动系统通过控制两侧轮速差实现转向，计算公式为：转向半径 R = L*(v左+v右)/(v左-v右)，其中L为轮距。
2. 感知系统
· 避障传感器：超声波测距模块（如HC-SR04）、红外接近传感器
· 定位导航：GPS模块、IMU惯性测量单元、二维码识别
· 环境识别：摄像头配合OpenCV视觉处理、激光雷达（SLAM建图）
3. 控制系统
主流控制架构采用"上位机+下位机"模式：上位机（如树莓派、Jetson Nano）运行路径规划算法，下位机（如STM32、Arduino）执行电机控制。常用控制算法包括：PID速度闭环控制、模糊控制、SLAM同步定位与地图构建。
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