机器人中最为流行的驱动方式-双轮差速驱动

机器人的驱动方式并不是指机器人的动力究竟是由电机提供的还是由内燃机提供的，而 是指如何让机器人行动起来的。比如，有的机器人只有两个轮子驱动，有的机器人则有 3个轮子驱动，有的机器人使用多足步行的方式行进，甚至还有的机器人能像蛇一样爬 行，像壁虎一样攀上墙壁。同学们想过没有，为什么我们在设计机器人时要有这么多不同 种类的驱动方式呢?实际上，这些不同的驱动方式各有各的长处，图3-1是几种常见机器 人驱动方式的示例。

比如，三轮车式的机器人，就和我们日常生活中常见的三轮车很相像，它一般有一个 电机负责转动两个后轮，提供动力，另一个电机负责转动前轮，控制行进的方向。这样的 机器人操控起来很简单，方向和速度能分别得到控制。但是它的缺点也很明显，在不平坦的地方，这种机器人就很容易翻车。另外，这种机器人是不能原地转弯的，而是有一个Z 小转弯半径。骑过三轮车的同学们都知道，即使把三轮车的车把转到Z大角度，三轮车也 不能原地转动，它只能跑一个不小的圆形，对吗?而这个圆的半径，就是机器人的Z小转 弯半径啦! 再比如，履带式机器人可以很好地适应不平坦的地面环境，坦克车就是Z好的例子。 但是它也有速度相对比较慢、速度和方向不能分别控制、摩擦力大及能量损失大的缺点。 可见，在平坦的环境中，我们就没必要用履带式机器人了。

还比如，五花八门的步行机器人，它们的主要区别在于腿的数目，从双足、四足到 六足、八足，不一而足。这类机器人对地形的适应能力非常强，世界上Z先进的四足步行 机器人已经可以翻山越岭、跨越障碍，代替人类执行很多复杂的任务了。

总而言之，机器人要根据实际执行任务的环境不同选择Z合适的驱动方式。

机器人采用的是Z为常见的一种机器人驱动方式——双轮差速驱动。大家 在安装机器人的时候应该早就发现了，我们的小机器人有两个电机和两个轮子(这里不考 虑主要起支撑作用的小脚轮)。对于采用这种驱动方式的机器人来说，当它运动时，无非 有这么几种情况：左轮和右轮以同样的速率向前转动，机器人向正前方前进；左轮和右轮 以同样的速率向后转动，机器人向正后方后退；左轮和右轮的转动速度不同时，机器人就 转弯了，而转弯半径的大小取决于左右两个轮子的转动速度之差。还有一种特殊的情况， 如果左轮和右轮的转动速率相同，但是方向正好相反时，机器人就可以实现原地转动。图 3-2说明了这几种不同的运动情况。

为什么双轮差速驱动能成为机器人中Z为流行的驱动方式呢?这是因为这种驱动方 式有很多明显的优点。先，采用这种方式的机器人是靠两个d立的轮子实现运动的，这 样的结构简单，机器人的运动很容易控制。其次，这种机器人还可以很灵活地实现转弯半 径为0的原地转动。当然，它的缺点和优点一样明显：和三轮车式的机器人类似，在不平 坦的地面上运动时，这种机器人的稳定性就是个大问题了。