當(dāng)輪轂前向(繞輪轂軸線逆時針)轉(zhuǎn)動時,輥?zhàn)颖粍优c地面接觸,而輥?zhàn)优c地面接觸可理想化視為點(diǎn)接觸,該接觸點(diǎn)在“碰到”地面瞬間會受到與其運(yùn)動方向相反的作用力(和普通輪胎分析相似),接觸點(diǎn)的“運(yùn)動方向”為正向后,所以摩擦力方向?yàn)檎蚯啊⒌孛婺Σ亮ρ刂怪焙推叫杏谳佔(zhàn)虞S線方向進(jìn)行力分解,由于輥?zhàn)邮潜粍虞?,因此會受到垂直于輪轂軸線的分力垂直作用而被動轉(zhuǎn)動,也說明分力垂直是滾動摩擦力,對輥?zhàn)拥哪p較大;平行于輪轂軸線的分力平行也會迫使輥?zhàn)舆\(yùn)動,只不過是主動運(yùn)動(輥?zhàn)颖惠S線兩側(cè)輪轂機(jī)械限位),所以分力平行是靜摩擦。麥克納姆輪簡稱“麥輪”。聚氨酯麥克納姆輪
麥克納姆輪4寸 100毫米(Mecanum wheel)右-14120
這是我們新的麥克納姆輪(mecanum wheels),滾輪可以像傳統(tǒng)的車輪向前或向后移動,它們允許橫盤走勢,紡輪,前軸和后軸在相反的方向上.當(dāng)然,它們都支持在45°的旋轉(zhuǎn).這些mecanum車輪的中心裝滾子軸和輪轂連接.
麥克納姆輪(mecanum wheels)中間安裝輥由一分為二的輥和輥總是與工作表面相接觸,從而允許在不平的表面的更好的性能,在具有分割成兩個向量,一個向前/向后和一個左/右.當(dāng)在相反的方向旋轉(zhuǎn)的一側(cè)的車輪上時,向前和向后.而向側(cè)向量加起來.否則與其他兩個車輪的結(jié)果在四個反向附加的側(cè)身載體. 安徽萬向輪麥輪懸掛麥克納姆輪為什么不應(yīng)用于汽車?
從運(yùn)動空間分類,輪式移動機(jī)器人可分為非全向移動類型和全向移動類型。在之前的系列文章中已經(jīng)介紹了兩輪差速機(jī)器人、car-like robot、四輪驅(qū)動(SSMR)機(jī)器人及履帶式機(jī)器人,這都屬于非全向(差速驅(qū)動)移動機(jī)器人的范疇,而本文將介紹全向移動機(jī)器人中的一款——基于麥克納姆輪的全向移動機(jī)器人 。麥輪在生活中并不常見,多被應(yīng)用于科研教學(xué)、機(jī)器人競賽等場景,其運(yùn)動模式非常炫酷,包括前行、橫移、斜行、旋轉(zhuǎn)及其組合等多種運(yùn)動方式。由此諸多DIYer常制作麥輪平臺,并遙控操縱麥輪平臺運(yùn)動。
盡管麥輪平臺的實(shí)際構(gòu)型隨著應(yīng)用場景需求不同而有相應(yīng)的變化,但運(yùn)動模型原理及分析方法都是一致的。麥輪平臺是全向移動機(jī)器人的原因是其有三個自由度,意味著可以在平面內(nèi)做出任意方向平移同時自旋的動作, 通過聯(lián)合控制四個麥輪的轉(zhuǎn)動,便可驅(qū)動麥輪平臺按照不同的模式運(yùn)動,為進(jìn)一步精確控制麥輪平臺運(yùn)動,還需要做定量分析,這就需要建立運(yùn)動學(xué)模型。 麥輪是由輥?zhàn)雍洼嗇灩餐M成的,輪轂軸心與電機(jī)輸出軸固連,電機(jī)輸出動力讓輪轂轉(zhuǎn)動起來,輪轂帶動輥?zhàn)永@輪轂軸線而轉(zhuǎn)動(主動),輥?zhàn)优c地面接觸而產(chǎn)生摩擦力而迫使輥?zhàn)永@輥?zhàn)虞S線轉(zhuǎn)動(被動),所以輥?zhàn)硬粌H繞輥?zhàn)虞S線轉(zhuǎn)動,還繞著輪轂軸線而轉(zhuǎn)動,是這兩種轉(zhuǎn)動合成了較終的(實(shí)際)運(yùn)動。 一般機(jī)器人會使用全向輪(OmniWheel)或麥克納姆輪(MecanumWheel)。
麥輪平臺就是由四個麥克納姆輪按照一定規(guī)律排布組成的移動平臺,麥輪平臺能夠全向移動主要依賴于具有特殊構(gòu)型的麥輪(由輪轂和輥?zhàn)咏M成,),而較大的亮點(diǎn)是麥輪能夠斜向運(yùn)動。麥輪能夠斜向運(yùn)動的根源在于被動滾動的輥?zhàn)拥妮S線與輪轂軸線的夾角為45度,這就導(dǎo)致了電機(jī)驅(qū)動麥輪輪轂轉(zhuǎn)動時,麥輪整體運(yùn)動方向是沿著輥?zhàn)虞S線的。滾動摩擦力促使輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動,屬于無效運(yùn)動;靜摩擦力促使輥?zhàn)酉鄬Φ孛孢\(yùn)動,而輥?zhàn)颖惠嗇灐翱ㄗ ?,因而帶動整個麥輪沿著輥?zhàn)虞S線運(yùn)動(即輪轂?zāi)鏁r針旋轉(zhuǎn),運(yùn)動方向?yàn)樽笊?5°;輪轂順時針旋轉(zhuǎn),運(yùn)動方向?yàn)橛蚁?5°)。因此改變輥?zhàn)虞S線和輪轂軸線的夾角,就可以改變麥輪實(shí)際的(受力)運(yùn)動方向。 麥克納姆輪是瑞典麥克納姆公司的zhuan利。舵輪麥輪價(jià)格
麥克納姆輪逆時針旋轉(zhuǎn)時輥?zhàn)酉鄬τ诘孛嬗邢蛴仪胺竭\(yùn)動的趨勢。聚氨酯麥克納姆輪
每個Mecanum輪有3個自由度,分別是繞輥?zhàn)虞S心轉(zhuǎn)動,繞輪子軸心轉(zhuǎn)動,繞輪子和地面的接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)動。雖然Mecanum輪具有優(yōu)越的運(yùn)動性能,但實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動過程還取決于控制系統(tǒng),運(yùn)動控制是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全方面運(yùn)動的關(guān)鍵,同時是Mecanum輪全方面移動系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)及難點(diǎn)。自Mecanum輪發(fā)明以后,國內(nèi)外很多研究學(xué)者、高校以及研究機(jī)構(gòu)等紛紛開始以Mecanum輪以及基于Mecanum輪的移動平臺的研究和探討。研究的領(lǐng)域主要集中于輥?zhàn)訋缀翁卣鳌⑤喿诱w結(jié)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)建模、輪組布局結(jié)構(gòu)以及運(yùn)動控制等方面。
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