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全向機(jī)器人底盤的全向輪運(yùn)動特性分析

來源:混沌無形      編輯:創(chuàng)澤      時間:2022/8/17      主題:其他   [加盟]

本文先描述了全向輪的構(gòu)型及基本特點,接著對單個全向輪進(jìn)行了受力分析,指出了電機(jī)轉(zhuǎn)矩與全向輪所受分力的關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上分析了全向輪縱向分速度與電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系,給出速度分解方程;最后,總結(jié)分析了全向輪的在實際使用過程中的特點及問題。

比起麥輪平臺,全向輪平臺不怎么常見,且看起來似乎沒有那么“協(xié)調(diào)”,全向輪平臺之所以“長成”這樣,主要是依據(jù)全向輪本身的運(yùn)動特性而設(shè)計的。

麥輪平臺和全向輪平臺均能實現(xiàn)前行、橫移、斜行、旋轉(zhuǎn)及其組合等多種運(yùn)動方式。麥輪平臺的全向移動效果是通過四個麥克納姆輪協(xié)同轉(zhuǎn)動而達(dá)到的,而全向輪移動平臺與之類似,也是通過三或四個全向輪協(xié)同轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)全向移動的。兩者最基本的原理是接近的,但又有些許的不同,我們先從兩種輪子的構(gòu)型來分析。

總結(jié)上述分析,全向輪運(yùn)動過程中存在較大滾動摩擦,輥子的磨損比普通輪胎嚴(yán)重,因此適用于比較平滑的路面,若遭遇粗糙復(fù)雜的地形時耐久性要大打折扣。

全向輪旋轉(zhuǎn)角速度與全向輪的縱向分速度是呈正比關(guān)系的,而橫向分速度是與外部作用力相關(guān)。

此外,由于輥子之間的非連續(xù)性,盡管采用兩層的全向輪,在運(yùn)動過程仍存在連續(xù)微小震動,這需要設(shè)計懸掛機(jī)構(gòu)等輔助機(jī)構(gòu)來消除,也可改變輥子材料屬性使得輥子變軟來減小震動幅度。單個全向輪的零部件較多,因此生產(chǎn)制造成本也較高。

  



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