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輪式 AMR
輪子踩在平地上、支撐面固定、只在平面上動——這是四種形態裡約束最強的一種,也因此是唯一能把控制問題整條寫成封閉解的一種。送餐機器人、倉儲搬運車、無人叉車都在這條線上。
這一條線的內容大部分放在共通核心裡,因為它就是本筆記最早展開的形態,很多「核心」的寫法其實是從輪式推出來的。真正只對輪式成立的東西在這裡:
- 底盤與傳動 — 兩輪差速、萬向輪、輪轂馬達、行星減速機、伺服馬達與底盤輪馬達的差別。
完整讀法(散在各章)
| 想知道 | 去哪 |
|---|---|
| 輪子怎麼轉起來 | 馬達與 FOC → 編碼器 → 底盤與傳動 |
| 輪速指令怎麼下、怎麼保安全 | 下位機運動控制 → 上下位機協議 → 電源與安全 |
| 車怎麼知道自己在哪、怎麼走 | 座標轉換與 TF → SLAM 建圖 → 定位 → 路徑規劃 → 路徑平滑與軌跡 |
| 多台車怎麼不打架 | 路網與交管 → 室內 AMR 路網選型 → OpenRMF → VDA5050 |
| 上線要過哪些關 | 法規與認證總覽 |
為什麼輪式的問題最「乾淨」
三個約束疊起來的結果:
- 支撐面固定。四個接觸點一直在地上,重心只要落在輪距圍成的多邊形裡就不會翻。不必像足式那樣隨步態重算支撐多邊形。
- 平面運動。位姿只有
(x, y, θ)三個量,而差速車只能控制其中兩個自由度(前進與轉向,不能橫移)——這叫非完整約束(nonholonomic)。約束雖然限制了動作,但也讓運動學收斂成兩條可以手推的公式。 - 接觸不切換。輪子與地面的接觸是連續的,不像腳有「著地/離地」的離散事件。沒有離散切換,系統就是連續可微的,古典控制理論整套都能用。
這三條一旦鬆掉——例如手臂伸出去改變重心(見移動操作)、或換成腳——問題的性質就變了,不是同一套方法調參數就能解決。