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麥克納姆輪底盤的數學模型!

2021-11-27 10:35:48

麥克納姆輪底盤的數學模型!

麥克納姆輪介紹:這種全方位移動方式是基于一個有許多位于機輪周邊的輪軸的中心輪的原理上,這些成角度的周邊輪軸把一部分的機輪轉向力轉化到一個機輪法向力上面。依靠各自機輪的方向和速度,這些力的Z終合成在任何要求的方向上產生一個合力矢量從而保證了這個平臺在Z終的合力矢量的方向上能自由地移動,而不改變機輪自身的方向。在麥克納姆輪的輪緣上斜向分布著許多小棍子,故輪子可以橫向滑移。小滾子的母線很特殊,當麥克納姆輪的輪子繞著固定的輪心軸轉動時,各個小滾子的包路線為圓柱面,所以該輪能夠連續地向前滾動。麥克納姆輪結構緊湊,運動靈活,是很成功的一種全方位輪。有4個這種新型輪子進行組合,可以更靈活方便的實現全方位移動功能。

山東麥克納姆輪

基于麥克納姆輪技術的全方位運動設備可以實現前行、橫移、斜行、旋轉及其組合等運動方式。在此基礎上研制的全方位叉車及全方位運輸平臺非常適合轉運空間有限、作業通道狹窄的艦船環境,在提高艦船保障效率、增加艦船空間利用率以及降低人力成本方面具有明顯的效果。

麥克納姆輪一般是四個一組使用,兩個左旋輪,兩個右旋輪。左旋輪和右旋輪呈手性對稱

正運動學模型(forward kinematic model)將得到一系列公式,讓我們可以通過四個輪子的速度,計算出底盤的運動狀態;而逆運動學模型(inverse kinematic model)得到的公式則是可以根據底盤的運動狀態解算出四個輪子的速度。需要注意的是,底盤的運動可以用三個獨立變量來描述:X軸平動、Y軸平動、yaw 軸自轉;而四個麥輪的速度也是由四個獨立的電機提供的。所以四個麥克納姆輪的合理速度是存在某種約束關系的,逆運動學可以得到唯 一解,而正運動學中不符合這個約束關系的方程將無解。


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