RobotHardware-UESTC/Hardware/银星机器人底盘

1.银星机器人参数

1.1 基本尺寸参数

​ 银星机器人有两个大齿轮，分别在电机和轮子上，经过尺寸的测量发现两个齿轮大小一样，应该是1:1的关系。

类别	参数	数值
轮子直径	mm	240
轮距	mm	420
编码器分辨率	-	未知
电机减速比	-	1:90
减速箱默认转速	RPM	54
电机默认转速	r/min	4200
电机默认方向	CCW	逆时针方向旋转
额定电压	伏特	24
额定电流	安培	1.6
额定功率	瓦特	22

1.2 接线方式

​ 在Pibot开发板定义中，对于二轮差分模型。Motor1和Motor2分别对应的是左轮和右轮，关系如下表所示：

项目	类别	Pibot端口 \ Gebot端口	说明
MOTOR1	左轮	U5 \ PL(Port Left)	连接端口
MOTOR2	右轮	U4 \ PR(Port Right)	连接端口
LEN	左轮PWM（橙色线）	PA3	速度控IO
LP	左轮方向 (绿色线)	PB13	方向控制IO
REN	右轮PWM（灰色线）	PA2	速度控IO
RP	右轮方向 (紫色线)	PB14	方向控制IO

1.3 默认方向

​ Pibot在运动学解算的时候，是按照每个轮子单独考虑的。默认情况下，轮子轴的方向指向左侧的y轴，轮子的前进方向前方的x轴方向。所以按照运动学解算，小车在前进的时候，左轮是需要“反向”旋转的。

​ 为了更好理解，我们假设电机上面有标注默认的正负号，假设电机默认是顺时针旋转(轴心朝前)。当我们把电机安装在左轮的时候，给默认的电压方向，那么左轮是倒退的，所以我们需要给"负值"的PWM，即是让轮子反方向旋转。当然，PWM本身是一个非负的数值，负值表示其方向作用。

// 如果PWM为正值
if (pwm_value > 5) {
    // 控制电机运动方向
    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_13);
    // 设置电机速度
    PB_Set_PWM(TIM2, 4, (uint16_t)pwm_value);
// 如果PWM为负值
}else if (pwm_value < -5) {
    // 控制电机运动方向
    GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_13);
    // 设置电机速度
    PB_Set_PWM(TIM2, 4, (uint16_t)-pwm_value);
}

类别	方向	数值	说明
左电机	小车前进	负值	小车在给前进命令时PWM实际是负值。
左编码器	小车前进	负值	小车给前进命令时，小车编码器总值负增长。
右电机	小车前进	正值	小车在给前进命令时PWM实际是正值。
右编码器	小车前进	正值	小车给前进命令时，小车编码器总值正增长。

1.4 编码器到速度的换算

​ 目前银星机器人采用的是霍尔编码器，但是其磁环的参数是未知的。常见的磁环的有22个极性。那么电机转动一圈下来就会产生44个脉冲计数。霍尔编码器原理详情见《霍尔编码器原理》。

// 运动距离 = 编码器数值 / 编码器一圈脉冲计数 / 减速比 * 轮子直径 * PI
dis = (encoder_num / ENCODER_RATIO) / reduction ratio * wheel_diameter /  PI;

​ 对应的，在robot.cpp中，可以看到里程计的换算，轮子直径原始是mm单位乘以0.001转m：

// 距离 = 编码器的增量 * PI * 轮子直径/ 编码器一圈脉冲计数 / 电机减速比
dis[i] = encoder[i]->get_increment_count_for_odom()*__PI*DataHolder::get()->parameter.params.wheel_diameter*0.001/DataHolder::get()->parameter.params.encoder_resolution/DataHolder::get()->parameter.params.motor_ratio;