Mecanum kolo - Mecanum wheel
 | tento článek potřebuje další citace pro ověření. (Září 2011) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
The Mecanum kolo je všesměrový kolo design pro pozemní vozidlo pohybovat se jakýmkoli směrem. Někdy se tomu říká Ilonské kolo po jeho vynálezci Bengt Erland Ilon (1923-2008),[1] který přišel s konceptem při práci jako inženýr s švédský společnost Mecanum AB a patentováno to v Spojené státy 13. listopadu 1972.[2]
Design
Kolo Mecanum je založeno na a neúnavný kolo, s řadou pogumovaný externí válečky šikmo připevněn k celému jeho obvodu okraj. Tyto válce mají obvykle každý osa otáčení pod úhlem 45 ° ke kolu letadlo a při 45 ° k náprava čára.[3] Každé kolo Mecanum je nezávislé bez řízení hnací kolo s vlastním pohonná jednotka, a při spřádání generuje a hnací síla kolmo k nápravě válečku, což může být vektorováno na podélnou a příčnou složku ve vztahu k vozidlu.
modrý: směr pohonu kol; Červené: směr jízdy vozidla
A) Pohybující se rovně, b) Pohybující se do strany, C) Pohybující se šikmo, d) Pohybující se v zatáčce, E) Otáčení, F) Otáčení kolem středového bodu jedné nápravy
Typickým designem Mecanum je konfigurace všech čtyř kol, jak ukazuje jeden z všesměrových mobilních robotů URANUS[4] (na obrázku) nebo a invalidní vozík s koly Mecanum (podobné tomu na obrázku).,[5] se střídáním s levými a pravými válečky, jejichž nápravy v horní části kola jsou rovnoběžné s úhlopříčka z rám vozidla (a tedy kolmo k úhlopříčce, když je v místě, kde se spodní část kola dotýká země). Tímto způsobem každé kolo vygeneruje a tah zhruba rovnoběžně s odpovídající úhlopříčkou rámu. Změnou rychlosti a směru otáčení každého kola se součet vektorů sil z každého z kol vytvoří obě lineární pohyby a / nebo rotace vozidla, což mu umožňuje manévrování s minimální potřebou prostor. Například:
- Jízda všech čtyř kol ve stejném směru při stejné rychlosti bude mít za následek pohyb vpřed / vzad, protože vektory podélné síly se sčítají, ale příčné vektory se navzájem ruší;
- Běh (všechna stejnou rychlostí) obou kol na jedné straně v jednom směru, zatímco druhá strana v opačném směru, bude mít za následek stacionární rotace vozidla, protože příčné vektory se ruší, ale podélné vektory pár vygenerovat a točivý moment kolem centrální svislá osa vozidla;
- Běh (všechna stejnou rychlostí) diagonálních kol v jednom směru, zatímco druhý diagnostikovaný v opačném směru bude mít za následek boční pohyb, protože příčné vektory se sčítají, ale podélné vektory se ruší.
Kombinace diferenciálních pohybů kol umožní pohyb vozidla téměř v jakémkoli směru při jakékoli rotaci.
Použití
The Americké námořnictvo koupil patent od Ilonu a dal výzkumníkům pracovat na něm v 80. letech v Panama City, Florida. Americké námořnictvo jej použilo k přepravě věcí kolem lodí. V roce 1997 zaplatila společnost Airtrax Incorporated a několik dalších společností americkému námořnictvu 2 500 USD za práva na tuto technologii, včetně starých nákresů fungování motorů a řadičů, za vybudování všesměrové vysokozdvižný vozík které by mohly manévrovat ve stísněných prostorech, jako je paluba letadlová loď. Tato vozidla se nyní vyrábějí.
Pásová vozidla a smykem řízený vozidla používají podobné metody otáčení. Tato vozidla se však při zatáčení obvykle táhnou po zemi a mohou způsobit značné poškození měkkého nebo křehkého povrchu. Vysoké tření o zem při zatáčení také vyžaduje k překonání tření motory s vysokým točivým momentem. Pro srovnání, konstrukce kola Mecanum umožňuje otáčení na místě s minimálním třením země a nízkým točivým momentem.
Viz také
Reference
- ^ DE 2354404, Ilon Bengt Erland, „Rad Fuer Ein Laufstabiles, Selbstfahrendes Fahrzeug“, vydáno 16. 5. 1974
- ^ USA 3876255 „Ilon Bengt Erland,„ Kola pro stabilní samohybné vozidlo pohyblivé v jakémkoli požadovaném směru na zemi nebo na jiné základně “, vydáno 8. dubna 1975
- ^ „Vylepšený design kola Mecanum pro všesměrové roboty“ (PDF). Institute of Technology and Engineering, Massey University. Listopad 2002. Citováno 22. září 2011.
- ^ Podnar, Gregg. ""Uran"". www.cs.cmu.edu.
- ^ „Elektrické kolečkové křeslo“. Planetární inženýrská skupina. Citováno 2019-01-13.
externí odkazy
- Airtrax video
- Orlando Business Journal článek Kolo výroby Omnics se valí do výroby autor: Chad Eric Watt, 31. května 2002.
- The Wall Street Journal online Udělej to autor: Paulette Thomas, 9. května 2005.
- Video z invalidního vozíku s koly Mecanum (WMV).[1] Invalidní vozík byl představen v roce 2006 KDYKOLI Monako.
- Segway RMP Fotografie robota Segway z roku 2008 s koly Mecanum.
- CMU "Tessellator" robot navržený v roce 1992 pro údržbu dlaždic raketoplánu používal kola Mecanum.[2]
- CMU URANUS Mobile Robot, první mobilní robot s koly Mecanum, postavený v roce 1985 a používaný po dvě desetiletí k výzkumu autonomní navigace.[3]
- ^ „Elektrický invalidní vozík s koly mecanum“. Planetární inženýrská skupina. Archivováno od originálu 2006-06-13.
- ^ Kim, Jin-Oh; Khosla, Pradeep (květen 1993). „Design of Space Shuttle Tile Servicing Robot: An Application of Task Based Kinematic Design (Conference paper)“. Mezinárodní konference IEEE o robotice a automatizaci. 3 (1): 867–874. doi:10.1109 / ROBOT.1993.292253.
- ^ Podnar, Gregg W. (1985). „Mobilní robot URANUS“ (PDF). Autonomous Mobile Robots Annual Report 1985, Mobile Robot Laboratory (CM U-KI-TK-86-4): 127–129. Archivováno (PDF) z původního dne 2008-12-03.