林显新

(广西机电职业技术学院机械工程系，广西 南宁 530007)

2020年，新冠肺炎疫情的爆发对实体餐饮行业造成了巨大冲击，随着人工服务和房租成本的上涨，餐饮服务行业的发展方向将发生改变。加上信息技术的发展，点餐、上菜和结账的无人化，解放了餐厅服务人员，取而代之的是采用机器人服务的餐厅正在迅速崛起。

文章在文献[1]的基础上，采用STM32F103FD单片机作为控制器，控制4个步进电机驱动4个ABAB型麦克纳姆轮，通过控制4个麦克纳姆轮的转向实现机器人的前进、后退和左移、右移运动，机器人的下端用软线连接的托盘运输菜肴。而菜肴运输机器人与托盘用软线连接的方式受速度、惯性力和摩擦力等因素的干扰冲击，运行速度小，稳定调节时间较长，影响运输效率。试验机器人与托盘之间拟采用可伸缩杆作为硬性连接，以摆脱惯性力和摩擦力的影响，加入PID控制器优化系统的稳定调节时间，旨在为全向移动机器人运动连接系统的开发应用提供依据。

1 构建系统数学模型

1.1 运动方式

全向移动机器人的运动方式受4个ABAB型麦克纳姆轮转向的组合方式控制(见图1)，当前进、后退纵向运动时，四轮同向运动，系统比较稳定；当左移、右移横向运动时，四轮不同向，系统受外界干扰影响较大[1]。

1.2 PID控制器设计

全向移动机器人在架空轨道做全向移动时，受摩擦力、菜肴惯性力和速度的干扰影响，其在架空轨道运动的方式如图2所示。

图1 驱动模式Figure 1 Driving mode

原系统方框图中加入PID校正环节后的控制原理如图3所示。……