Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( сентябрь 2011 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Колесо Mecanum является всенаправленным колесо конструкции для наземного транспортного средства для перемещения в любом направлении. Его иногда называют шведским колесом или колесом Илона в честь его изобретателя Бенгта Эрланда Илона (1923–2008) [1], который придумал эту концепцию, работая инженером в шведской компании Mecanum AB, и запатентовал ее в США. Штаты 13 ноября 1972 года. [2]
Дизайн [ править ]
Колесо Mecanum основано на неутомимом колесе с рядом обрезиненных внешних роликов, наклонно прикрепленных по всей окружности обода . Каждый из этих роликов обычно имеет ось вращения под углом 45 ° к плоскости колеса и под углом 45 ° к оси оси . [3] Каждое колесо Mecanum является независимым без рулевого привода колеса со своим собственным силовым агрегатом , и когда вращающийся генерирует Движущая сила перпендикулярно к оси ролика, который может быть векторной в продольной и поперечной составляющей по отношению к транспортному средству.
Типичная конструкция Mecanum представляет собой четырехколесную конфигурацию, продемонстрированную одним из всенаправленных мобильных роботов URANUS [4] (на фото) или инвалидной коляской с колесами Mecanum (аналогично изображенной на картинке)., [5] с чередованием левой - и правые ролики , чьи оси в верхней части колеса параллельны диагонали в раме транспортного средства (и , следовательно , перпендикулярной к диагонали , когда на то, где в нижней части колес контактирует с землей). Таким образом, каждое колесо будет создавать тягу, примерно параллельную соответствующей диагонали рамы. Изменяя скорость вращения и направление каждого колеса, суммированиевекторов силы от каждого из колес будет создавать как линейные движения, так и / или повороты транспортного средства, позволяя ему маневрировать с минимальной потребностью в пространстве . Например:
- Запуск всех четырех колес в одном направлении с одинаковой скоростью приведет к движению вперед / назад, так как векторы продольной силы складываются, но поперечные векторы компенсируют друг друга;
- Запуск (все с одинаковой скоростью) обоих колес с одной стороны в одном направлении, а с другой стороны в противоположном направлении, приведет к стационарному вращению транспортного средства, поскольку поперечные векторы компенсируются, но продольные векторы соединяются для создания крутящего момента. вокруг центральной вертикальной оси автомобиля;
- Запуск (все с одинаковой скоростью) диагональных колес в одном направлении, в то время как другие диагнозы в противоположном направлении, приведет к боковому движению, поскольку поперечные векторы складываются, а продольные векторы сокращаются.
Сочетание дифференциальных движений колес позволяет автомобилю двигаться практически в любом направлении с любым вращением.
Используйте [ редактировать ]
Военно- морской флот США купил патент у Илона и заставил исследователей поработать над ним в 1980-х годах в Панама-Сити, Флорида . ВМС США использовали его для перевозки предметов на кораблях. В 1997 году Airtrax Incorporated и несколько других компаний заплатили ВМС США по 2500 долларов каждая за права на технологию, включая старые чертежи того, как работают двигатели и контроллеры, на создание всенаправленного вилочного погрузчика , способного маневрировать в ограниченном пространстве, например на палубе грузового автомобиля авианосец . Эти автомобили сейчас находятся в производстве.
В гусеничных транспортных средствах и транспортных средствах с бортовым поворотом используются аналогичные методы поворота. Однако эти автомобили обычно тянутся по земле при поворотах и могут нанести значительный ущерб мягкой или хрупкой поверхности. Высокое трение о землю при повороте также требует, чтобы двигатели с высоким крутящим моментом преодолевали трение. Для сравнения, конструкция колеса Mecanum позволяет вращаться на месте с минимальным трением о грунт и низким крутящим моментом.
См. Также [ править ]
- Блок передачи мяча
- Омни колесо
Ссылки [ править ]
- ^ DE 2354404 , Илон Бенгт Эрланд, «Rad Fuer Ein Laufstabiles, Selbstfahrendes Fahrzeug», выпущенный 16 мая 1974 г.
- ^ США 3876255 , Илон Бенгт Erland, «Колеса для стабильного курса Selfpropelling Автомобиль Movable в любом направлении на земле или какой - либо другой базы», выданном 1975-04-08
- ^ «Улучшенная конструкция колеса Mecanum для всенаправленных роботов» (PDF) . Технологический и инженерный институт Университета Мэсси. Ноября 2002 . Проверено 22 сентября 2011 года .
- ^ Поднар, Грегг. « » Уран « » . www.cs.cmu.edu .
- ^ "Электрическое кресло-коляска" . Группа планетарной инженерии . Проверено 13 января 2019 .
Внешние ссылки [ править ]
Викискладе есть медиафайлы по теме колес Mecanum . |
- Видео Airtrax
- Статья в Orlando Business Journal «Колесо фортуны Omnics» запускается в производство Чадом Эриком Ваттом, 31 мая 2002 г.
- Интернет- издание The Wall Street Journal « Сделай это » Полетт Томас, 9 мая 2005 г.
- Видео инвалидной коляски с колесами Mecanum (WMV) . [1] Инвалидная коляска была представлена на выставке EVER Monaco 2006 года .
- Segway RMP Фотографии робота Segway 2008 года с колесами Mecanum.
- Робот CMU "Tessellator", разработанный в 1992 году для обслуживания плиток космических челноков, использовал колеса Mecanum. [2]
- CMU URANUS Mobile Robot, первый мобильный робот с колесами Mecanum, построенный в 1985 году и использовавшийся в течение двух десятилетий для автономных навигационных исследований. [3]
- ^ "Электрическая инвалидная коляска с механическими колесами" . Группа планетарной инженерии. Архивировано 13 июня 2006 года.
- ^ Ким, Джин-О; Хосла, Прадип (май 1993 г.). «Проектирование робота для обслуживания плиток космического челнока: применение кинематического проектирования на основе задач (доклад на конференции)». Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации . 3 (1): 867–874. DOI : 10.1109 / ROBOT.1993.292253 .
- ^ Поднар, Грегг В. (1985). «Мобильный робот УРАНУС» (PDF) . Годовой отчет автономных мобильных роботов за 1985 г., Лаборатория мобильных роботов (CM U-KI-TK-86-4) : 127–129. Архивировано (PDF) из оригинала на 2008-12-03.