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小车转向机构新构思

作者：hanker

目前，机器人竞赛的实现多以小车为基础，而且使用的多为两轮驱动的方式实现直行和转向，这种转向方式在现实中只有履带车才使用，轮式驱动的车几乎没有，其中缘由在此就不赘述了。

实际上轮式驱动的车中，差速器是人类的一个重大发明，其优点很多，而其原理也是值得学习的，但是在现在的机器人比赛中却很少看见，究其原因，可能是由于在机器人比赛中常遇到转直角甚至锐角弯的情况，这对于现实中汽车的转向方式是无法实现的。

而使用两轮驱动模式，虽然解决了转直角、锐角弯的问题，但走直线成了麻烦，找到完全一样特性的电机是很难的，同时还要要求两侧的驱动机构完全一致，更难！而且还带来一些副作用。

为了能利用人类在轮式驱动中的成就，我们构思了一个全新的转向机构。利用一个电机通过差速器驱动小车行进，但是不使用汽车的转向方式，因为，那样车要转向必须行进（前进或后退），无法满足转直角弯。

我们使用了一个万向轮构成了一个“主动舵”，之所以称之为“主动舵”，是因为通常舵是通过改变直线运动的方向实现转向的，它必须和直线运动合成才能起作用，而我们所做的主动舵不需要与直线运动合成，利用差速器的特性，配合“舵轮”的运动在原地实现了转向。

当然，如果直线运动中，通过两个方向运动的合成，也可以像普通的“舵”一样实现转向。

我们是用LEGO部件构成的，实际上使用任何带差速器的驱动机构都可以，车辆模型中使用差速器已十分普及，连最简单的遥控玩具车中也使用了。LEGO器材中提供了差速机构，但是可能很少有人问津，实际上这是一个很好的机械传动知识点（忽略了实在可惜！）。

这样做一是解决了小车的直行问题（此问题在今年江苏“穿越走”比赛项目中十分明显），同时，由于将直行和转向驱动分开了，在控制上是否会带来好处，这有待大家在实践中总结。

我直觉应该容易了，因为在所用比赛中，都是要求速度，而驱动速度高了，转向就会过于“灵活”，导致跑偏。而如果兼顾了转向，行进的速度就要受影响。这样分开后，转向的减速比可以设计的低一些，以配合控制器的特性。

这只是一个尝试，希望能抛砖引玉，引出更多的新奇想法，做机器人的最大目标乃至乐趣全在于创新，在于新技术的尝试，如果只是关注结果，岂不有些乏味。

我们拍了一小段视频，在没有传感器的条件下，连续走8个直角弯，有兴趣可以看看：
http://www.embedream.com/other/www.embedream.com_060302.wmv