麥克納姆輪輥輪包膠_零回轉(zhuǎn)全向輪子

全向移動機(jī)器人麥克納姆輪的構(gòu)造


每個(gè)麥克納姆輪在一個(gè)平面上都有三個(gè)運(yùn)動自由度。無需輔助轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的幫助，由三個(gè)或三個(gè)以上麥克納姆輪組成的移動機(jī)器人系統(tǒng)只能通過協(xié)調(diào)方向和旋轉(zhuǎn)速度來實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)的全向運(yùn)動。由于具有簡單的結(jié)構(gòu)和良好的運(yùn)動靈活性，帶有麥克納姆輪的全向移動機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求，可以設(shè)計(jì)各種麥克納姆輪配置來開發(fā)各種全向移動機(jī)器人。一些服務(wù)機(jī)器人通常采用三或四個(gè)麥克納姆輪配置。

在工業(yè)領(lǐng)域，帶有四個(gè)麥克納姆輪的AGV（自動引導(dǎo)車），一種全向移動機(jī)器人，也被廣泛使用。為了運(yùn)輸大型設(shè)備或組件，可以協(xié)同使用帶有多個(gè)麥克納姆輪[9,10,11]或多個(gè)麥克納姆輪式機(jī)器人平臺的機(jī)器人平臺，為了設(shè)計(jì)全向移動機(jī)器人，必須為機(jī)器人選擇合理的麥克納姆輪的配置。但是，并非麥克納姆輪的所有組合都可以實(shí)現(xiàn)全向運(yùn)動，麥克納姆輪的布置也影響機(jī)器人的移動性，

因此，設(shè)計(jì)麥克納姆輪的合理配置是全向移動機(jī)器人設(shè)計(jì)中最基本，最重要的技術(shù)問題。首先，這些配置必須滿足實(shí)現(xiàn)全向運(yùn)動的條件。其次，必須評估這些配置的運(yùn)動性能，可控性和結(jié)構(gòu)合理性，以便選擇最佳的麥克納姆輪配置。

一些研究人員已經(jīng)關(guān)注麥克納姆輪構(gòu)造的研究。麥克納納姆輪式移動機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特性是從理論上判斷機(jī)器人實(shí)現(xiàn)全方位運(yùn)動的基本前提。介于輪式移動機(jī)器人運(yùn)動學(xué)建模的方法，研究了具有四個(gè)麥克納姆輪的全向輪式移動機(jī)器人，并推導(dǎo)了滾輪角推算機(jī)器人位置輪滑移的運(yùn)動學(xué)模型。通過矢量方法推導(dǎo)了麥克納姆輪全向移動系統(tǒng)的一般運(yùn)動學(xué)模型，并分別給出了三輪和四輪機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)方程。使用矩陣變換方法研究約束條件下機(jī)器人的運(yùn)動特性，給出了輪式移動機(jī)器人建模的統(tǒng)一描述，并推導(dǎo)了三輪機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)方程。 這項(xiàng)研究表明：1）提出了建立全向移動機(jī)器人運(yùn)動學(xué)方程的方法。 （2）獲得了通過逆運(yùn)動學(xué)的雅可比矩陣的秩來判斷全向遷移率的方法； （3）總結(jié)并分析和比較了三個(gè)或四個(gè)麥克納姆輪的可能配置。但是，當(dāng)使用逆運(yùn)動學(xué)雅可比矩陣分析多麥克納姆輪式移動機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)，計(jì)算過程很復(fù)雜。

明確提出一種獲取具有四個(gè)以上麥克納姆輪的全向移動機(jī)器人的輪子配置的方法。這項(xiàng)研究探索了一種簡單有效的方法來判斷車輪配置是否具有全向移動性。在此基礎(chǔ)上，對常見的車輪配置進(jìn)行了判斷和分析，探討了車輪配置的規(guī)律，總結(jié)并完善了全方位移動機(jī)器人車輪配置的拓?fù)湓O(shè)計(jì)方法。

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