一种改进的Mecanum轮辊子形状设计方法

针对基于Mecanum轮的全向移动平台,提出了一种改进全向轮辊子形状的设计方法。给出了全向轮参数化设计模型,采用ADAMS软件对全向轮的运动过程进行仿真,从仿真结果可以看出,改进的全向轮在工作过程中上下振动幅度减小,使全向移动平台运行情况得到改善。工程应用证明了该设计方法的有效性。     

Mecanum轮几何结构与辊子母线近似方法

为得到基于Mecanum轮全向移动平台的精确控制律,对Mecanum轮各组成部分几何结构关系进行分析,解得辊子理论母线方程及不同接地点处辊子半径大小;对辊子生成方式及轮体构建过程进行仿真,验证了Mecanum轮包络线形状及连续性;分析了生成等速螺旋线、椭圆弧的过程及二者理论母线的近似效果,提出了以圆弧逼近理论母线的方法,并对比了三种曲线的近似效果,结合仿真结果得出圆弧为近似效果最佳的平面曲线,其相对于理论圆周的最大相对误差为0.17%,所得结论有助于简化Mecanum轮加工过程。     

辊子形状对Mecanum轮振动特性影响研究

为了探究辊子形状对Mecanum轮动力学性能的影响,提出了Mecanum轮辊子轮廓线的设计方法,建立了Mecanum轮参数化模型,采用ADAMS对Mecanum轮的运动过程进行仿真分析,得到了采用所设计的辊子形状时Mecanum轮的运动特点,并对比分析了不同辊子形状对Mecanum轮动力学性能的影响,为后续整车运动控制和轨迹规划提供原始数据,对提高整车的运动平稳性具有一定的指导意义。     

Mecanum三轮全向移动平台的设计

为了实现在有限空间内对机器人的位置进行精确控制的目的,设计了Mecanum三轮全向移动平台。通过分析滚子的几何模型,建立了滚子轮廓面参数方程和轴截型曲线方程。根据滚子的参数模型得到了全向移动平台速度和Mecanum轮角速度之间的关系方程,完成了全向移动平台控制系统的设计。在此基础上制作了Mecmmm三轮全向移动平台,并进行了运动性能试验。Mecanum三轮全向移动平台可以实现3个互成120°的直线移动和绕自身中心旋转的正、反方向运动,在轮式移动机构中其全向移动能力具有明硅优势。研究结果表明：该移动平台运动方式灵活,能够在狭窄空间中实现精确定位、原地调整姿态和在二维平面上自由运动。     

基于ADAMS的Mecanum八轮全向移动平台运动学分析与仿真

针对Mecanum四轮全向移动平台承载能力的局限性,提出了一种由八个Mecanum轮协同驱动控制的全向移动平台。在此基础上,建立了Mecanum八轮全向移动平台的运动学模型,推导了其运动学方程,确定了轮子的转速、转向与平台移动速度和方向的关系,同时运用ADAMs软件进行了仿真验证分析。仿真结果表明,该平台在+x方向,45度方向,绕自身转动方向以及沿45度方向同时绕自身转动方向上运动时,仿真所得平台速度与理论计算结果基本保持一致,验证了Mecanum八轮运动学方程的正确性。该运动学方程的建立,为Mecanum八轮全向移动平台的协同驱动控制奠定了理论基础。     

Mecanum轮结构特征参数建模方法研究

针对目前Mecanum轮设计的近似方法无法一次性确定辊子设计参数的问题,通过解析麦克纳姆轮棍子的工作原理,建立一种R-N辊子空间轨迹参数设计方法求解轮子的理论参数方程;并运用该方法实现直径为500mm的Mecanum轮模型设计。首先通过讨论辊子个数的设计对辊子设计参数的影响,在给定半径的轮子设计中得出辊子数为8个时辊子具有最大临界半径。然后通过传统椭圆弧近似建模方法与提出的方法建立两种模型,进一步提取出轮子包络线与理论圆周的误差值进行对比分析,实验验证表明Mecanum轮结构特征参数建模方法建模精度优于传统近似建模方法,500mm直径的实例模型建模精度达到0.055%,解决了Mecanum轮设计时辊子个数设置与辊子参数一次性确定的问题,有助于提高轮子的设计效率和可靠性。     

基于Mecanum轮全向移动机构运动的控制律分析

根据Mecanum轮的几何结构特点,计算了基于Mecanum四轮全向移动机构的控制律,得出Mecanum轮转速变化规律,对Mecanum轮运动过程进行仿真,分析了Mecanum轮几何参数对其角速度、角加速度的影响,提出改进Mecanum轮设计结构降低驱动电机转矩脉动的方法;根据设定速度下系统期望位移的大小,计算了采用恒转速控制时电机转速大小,降低了电机控制复杂程度,并将所得结论应用于工程实践中,所得实验数据证明了该方法正确可靠。     

Mecanum轮全向AGV的运动性能分析

Mecanum轮结构的特殊性对AGV运行性能有着深远影响,对其展开研究具有重要的理论和现实意义。从理论上对全向车进行运动学分析,分析四轮Mecanum轮全向AGV平动、转动和复合运动。推导出Mecanum轮运动规律基本方程,得到各轮转速与全向车移动速度的关系,为运动控制奠定了理论依据。对Mecanum轮系O型和X型这两种布置形式进行了理论分析,得出O型四轮布置形式的稳定性及可操性优于X型。对Mecanum轮效率、驱动能力及爬坡能力进行分析,为全向AGV的驱动系统设计提供参考。     

基于Mecanum轮的全方位移动平台设计及仿真分析

基于Mecanum轮的全方位移动平台可以实现零半径转向,具有工作时占地面积极小等特点。介绍了麦克纳姆轮的基本结构,为解决当前一体成型的Mecanum轮轮毂加工困难及成本高的问题,提出了一种新型的轮毂与辊子支撑架组合定位辊子轴的方式,建立了一种新型的全方位移动平台,拆装方便且有效地降低了制造成本。通过ADAMS软件,在理想空载与满载的情况下,完成对全方位移动平台的运动学建模及仿真分析。     

基于非Hertz接触理论的连续切换轮辊子变形分析

介绍了一种目前广泛应用于移动机器人领域的连续切换全向轮。通过分析辊子的几何模型,建立辊子轮廓面的参数方程,并提出了两相邻辊子间间隙应满足的条件。根据全向轮与地面的接触条件,提出了基于非Hertz(赫兹)接触理论分析轮缘处辊子与地面接触的变形情况,并将结果与ANSYS有限元方法对辊子接触变形进行对比验证。为此类连续切换轮的结构分析及减小振动提供了理论基础。     

低温LNG装卸撬全向移动平台运动学分析与仿真

该文对Mecanum轮全向移动平台的运动特性进行分析，首先介绍了麦克纳姆轮的详细布局，然后分析了全向移动平台全向移动机构的运动原理，并建立相应运动学方程，最后利用SolidWorks完成全向移动平台的三维建模，并使用ADAMS软件对正常行驶时的前后、左右、原地旋转以及爬坡工况进行运动仿真分析，仿真分析结果验证了低温LNG全向移动平台设计的合理性。     

采用SolidWorks API的全方位轮参数化实体建模

全方位轮是全方位移动机器人移动的基础.分析了Mecanum轮的结构,采用切面与投影的方法计算出了辊子轮廓线的参数方程.采用SolidWorks API和VC++软件进行二次开发,论述了开发过程,快速生成辊子轮廓线,并最终实现参数化实体建模.参数化建模使得全方位轮的结构设计快速、简便并且通用,为今后的运动学仿真分析奠定了基础.     

全向移动平台运动学分析及其自适应控制器设计

在分析Mecanum轮结构及其工作原理的基础上,基于矢量分析法建立了四轮全向移动平台一般形式的运动学模型;针对常规PID控制无法在线自整定及其响应实时性有待提高等问题,采用CMAC(Cerebellar model articulation controller)+PID联合控制策略,设计了全向移动平台嵌入式自适应控制器;进行了直流电机调速MATLAB仿真及实验对比分析,并通过多组典型实验对样机运动性能进行了测试。结果表明,该Mecanum轮全向移动平台运动学模型是合理的,CMAC+PID自适应控制器动态响应速度快、控制精度高、鲁棒性好,样机能在平面内较好地实现横/纵向平移、原地旋转及全方位运动,总体性能可满足工程应用要求。     

基于Mecanum轮的全向移动机器人的研制

研制了一种基于Mecanum轮的全向移动机器人.在研究其机构原理基础上,设计轮体参数并提出设计制造方法.还从应用角度解决了轮上辊子难以固定安装的问题,并提出微小地面不平整情况下的解决方案.该机器人无需本体做出任何转动便可实现任意方向的移动,且可以原地旋转任意角度,运动非常灵活,其不受限于运动空间的灵活移动及转位使之应用较为广泛.     

包络啮合理论在Mecanum轮辊形设计中的应用

为设计出合理的Mecanum轮辊子,提出采用包络啮合理论推导辊子母线方程的新方法。从Mecanum轮几何特征入手,将包络圆柱面与辊子面看作处于包络啮合状态并建立两者空间模型,运用空间坐标变换方法推导出包络圆柱与辊子间的坐标变换矩阵,在此基础上,应用包络啮合理论建立辊子曲面及母线方程,并通过Matlab软件求解绘制辊子轮廓曲线。所得曲线与精确曲线对比表明,基于包络啮合理论的Mecanum辊形设计误差较小。     

Mecanum四轮全方位移动机构运动分析与仿真

全方位移动机器人具有平面运动的全部3个自由度,机动性好。介绍了技术较为成熟的Mecanum全方位轮的原理结构,分析了由4个Mecanum全方位轮组成的全向移动机构的运动原理以及轮体主要参数的定义,并且进行了基于ADAMS软件的运动仿真。     

Mecanum四轮全方位移动机构运动分析与仿真

全方位移动机器人具有平面运动的全部3个自由度,机动性好。介绍了技术较为成熟的Mecanum全方位轮的原理结构,分析了由4个Mecanum全方位轮组成的全向移动机构的运动原理以及轮体主要参数的定义,并且进行了基于ADAMS软件的运动仿真。     

全向叉车及其噪声控制

基于全向叉车研制,介绍了全向叉车运动原理,分析了样车噪声源及噪声产生原因,研究提出了油箱结构调整、液压泵流体脉动控制、结构声隔振、Mecanum轮调整等隔振降噪措施并完成验证,有效控制了全向叉车振动与噪声。     

Mecanum四轮全方位系统的运动性能分析及结构形式优选

设计合理的Mecanum四轮系统能够实现平面上3自由度全方位运动,但不是任意组合的Mecanum四轮系统都能实现全方位运动.为求得Mecanum四轮系统实现全方位运动的条件,分析给出一般结构形式的Mecanum四轮系统的运动学模型.通过解析系统速度逆雅可比矩阵的秩,结合系统的驱动性能和可控性要求,得到Mecanum四轮系统实现全方位运动的条件,即系统满足全方位运动的必要条件是逆雅可比矩阵满秩.对于一个具体的四轮系统.能否实现全方位运动还取决于轮结构参数及系统的结构布局形式.列举出六种具有代表性的四轮结构布局形式,通过对其逆运动学速度雅可比矩阵秩的计算,结合具体结构的分析,优选出四轮全方位运动系统的最佳结构布局形式.     

Mecanum轮滚动阻力因数仿真分析

基于Mecanum轮的全方位平台具有平面运动的3个自由度,机动性好。对于其工业化应用驱动系统的全方位平台的动力学分析,滚动阻力因数是计算的必要参数。分析了Mecanum轮滚动阻力的产生原因及一般规律．介绍了一种测定Mecanum轮滚动阻力因数的方法,并且使用ADAMS软件进行了动力学仿真。