omni wheel

omni wheel提供360°運動，可裝100毫米雙尼龍橡膠全向輪。

基本介紹

• 中文名：全向輪
• 外文名：omni wheel
• 提供：360°運動
• 可裝：100毫米雙尼龍橡膠全向輪（

名詞解釋

omni wheel能夠在許多不同的方向移動，左右車輪的小光盤將全力推出，但也將極大的方便橫向滑動。這是一個建立完整的驅動器的方法。全輪可以像一個正常的車輪或使用滾輪的輥側向滾動。其膠輥提供了極大的扣人心弦。它適用於在使用機器人，手推車，轉移輸送機，貨運車，行李。全方位車輪將提供完善的性能，當集成與傳統的車輪。例如，您可以使用兩種傳統的車輪中心車軸和四個全方位前軸和後軸車輪，以建立一個六輪車輛。全方位輪移動和旋轉，這是很容易的方向控制和跟蹤，並儘可能快地轉動。全方位輪無需潤滑或現場維護和安裝選項是非常簡單和穩定。全方位輪通常可以大致可以分為2種類型：一類是單盤的全方位輪，一個是雙排的全方位輪。單盤全方位輪的被動輥的單盤，而雙板的全方位輪被動輥有兩個板塊是相互尊重，旋轉稍。相比單盤的全方位輪，雙板的全方位輪滾筒之間沒有死區的優勢.。

100毫米雙尼龍，橡膠全向輪W/軸承滾輪-W041

這是一個全方位的球軸承輪，它可以讓你自己設計的全向性機器人套件(robot kits)。全向輪（omni wheels)式移動平台。

w041

它沿其情況和膠輥輥安裝，避免滑倒。100毫米雙塑全方位輪用於機器人，手推車，轉移輸送，運輸推車，行李等。它可與任何軸直接安裝在標準的樞紐

100毫米雙塑全向輪(omni wheels)-W049

100毫米的塑膠全向輪(omni wheels)，，旋轉和側身機動性。可安裝三獨立馬達100毫米全方位輪式移動機器人套件(robot kits)。

W049

152毫米雙板塑膠全向輪W /軸承輥-W083

全向輪(omni wheels)是能夠在兩個方向自由滾動。全方位方向的車輪，讓機器人從一個非完整的轉換到一個完整的機器人套件（robot kit)。一個不完整的機器人，使用正常的車輪只有2 3可控度的自由 - 向前/向後旋轉。不能夠一邊移動方式，使機器人的速度較慢，在實現其目標的效率較低。

W083

152毫米雙鋁全向輪(omni wheels)W085

152毫米雙鋁全向輪(omni wheels)提供簡單的360°運動，旋轉和側身機動性。這152毫米雙鋁全向輪可以安裝三獨立馬達三角152毫米雙鋁全向輪式Arduino機器人套件（robot kits)。

W085

127毫米雙鋁全向輪(omni wheels)-W075

127毫米雙鋁全向輪(mecanum wheels)，提供簡單的360°運動，旋轉和側身機動性。這127毫米雙鋁全向輪可以安裝三獨立馬達三角127毫米雙鋁全向輪式Arduino移動機器人套件(robot kits)。

w075

203毫米雙鋁全向輪(omni wheel)-14124

203毫米雙鋁塑膠全向輪(omni wheel),這輪驅動的輪轂，可以驅動一個車輪的連軸器（Universal hubs）.這種可以使用在全方位輪的機器人，購物車的車輪，和其他的應用程式需要此車輪的特殊功能.

203毫米雙鋁全向輪/軸承滾子14125

203毫米雙鋁塑膠全向輪(omni wheel)，這輪驅動的輪轂，並可以驅動一個車輪的連軸器（Universal hubs）.全方位輪（omni wheels)可以使用在機器人.購物車的車輪，和其他的應用程式需要此車輪的特殊功能。

48毫米LEGO兼容的全向輪(omni wheels)-W108

48毫米全向輪(omni wheels)Mindstorm的NXT兼容全輪通常被用於工業市場。它被安裝在一個固定的位置，這是運動和旋轉360度的能力。耐用的建設和無限的可操作性，使這種全方位輪艱苦的環境和工業套用的理想選擇。

W108

48毫米全向輪是專為地板和倒置的套用，如手動和電動輸送帶傳送系統，飼料導軌，工作站唱盤，機器人輪子等。它帶有一個NXT兼容樞紐的Arduino電機軸的中心樞紐。

原理與結構

1.1單個輥子的運動原理
　 Mecanum外形像一個斜齒輪，輪齒是能夠轉動的鼓形輥子，輥子的軸線與輪的軸線成α角度。這樣的特殊結構使得輪體具備了三個自由度：繞輪軸的轉動和沿輥子軸線垂線方向的平動和繞輥子與地面接觸點的轉動。這樣，驅動輪在一個方向上具有主動驅動能力的同時，另外一個方向也具有自由移動（被動移動）的運動特性。輪子的圓周不是由普通的輪胎組成，而是分布了許多小滾筒，這些滾筒的軸線與輪子的圓周相切，並且滾筒能自由旋轉。當電機驅動車輪旋轉時，車輪以普通方式沿著垂直於驅動軸的方向前進，同時車輪周邊的輥子沿著其各自的軸線自由旋轉。圖1-1為Mecanum輪的各結構和運動參量。
1.2 全方位輪協調運動原理
圖1-2為採用全方位移動機構的車輪組合情況，輪中的小斜線表示觸地輥子的軸線方向。每個全方位輪都由一台直流電機獨立驅動，通過四個全方位輪的轉速轉向適當組合，可以實現機器人在平面上三自由度的全方位移動。4個全方位輪組成的機器人底座的力分析如圖，其中 為輪子滾動時小輥子受到軸向的摩擦力； 為小輥子做從動滾動時受到的滾動摩擦力；ω為各輪轉動的角速度。
2 Mecanum輪的參數設計
假設圖2-1中所示的圓柱是全方位輪的理論設計圓柱，曲線AB是輪子滾動時輥子與地面的接觸線。曲線AB是等速螺旋線，曲線AB繞直線AB旋轉一周就形成了全方位輪輥子的曲面。
由上述模型設計如下參數： 　
輥子最小端半徑(mm)；　
輥子輪廓上任意一點相對於AB的距離δ及其最大值(mm)和最小值(mm)，由前面的推導知道=，輥子最大半徑=；
輥子軸線與輪子Z軸的夾角α(rad)；
輥子軸線與輪子Z軸的最小距離(mm)；
輥子的數目N；
輥子的長度l(mm)；
輪子的實際寬度(mm)；
全方位輪的運動連續性比率係數 。
用Matlab編程計算相應推導出的參數公式，關鍵參數如表2-1。

R; （ mm ）	B; （ mm ）	l; （ mm ）	N	δ min; （ mm ）	δ max; （ mm ）	α; ( o )	S min; （ mm ）	γ; ( o )	θ 0; （ mm ）	ε	b '; （ mm ）
56	73	56	9	7.97	11.48	42.94	44.52	74.69	16.87	1.02	40.99

3 關鍵零件的設計加工及裝配
3.1 輥子的設計加工
設計出輥子參數後，本文先用Matlab計算出輥子廓線上各點值，然後在AutoCAD中用若干段圓弧去近似等速螺線，工程圖中給出各段圓弧的數控制加工參數（圓心、半徑、起終點等），最後在數控車床上加工（輥子及空間布置的軟體模擬見圖3-1A）。
3.2 輥子的安裝輪轂的設計加工
本文的理論設計難點是輥子的參數設計及加工，但實際操作中，各參數涉及的空間角度複雜，輪轂的設計加工更是難點。輪轂的設計加工包括輥子安裝直接影響Mecanum輪的運動精度。參見圖3-1B。
4 模型分析
運動學模型是全方位輪協調無碰運動軌跡時規劃的理論依據，而動力學模型是研究動態環境下的實際時變運動規劃問題的基礎。運動學建模可以從理論上證明全方位輪是如何協調實現機器人的全方位運動的，並且為進一步建立動力學模型提供基礎。本文作了三個合理的假設：
<1> 忽略本體及輥子的柔性；
<2> 忽略工作場地的不規則，即四個全方位輪能同時正常運轉；
<3> 全方位輪與工作面有足夠大的摩擦力，輪體不存在打滑現象。
首先設定移動機器人的幾個不同坐標系，推導不同坐標系間的變換關係進而求輪體雅可比矩陣，並求出運動學問題的正逆問題最小二乘解。在運動學基礎上，求輪體複合系統在固定坐標系中的加速度及加速度能，並求出動力學正逆問題解，為全方位移動機器人的進一步研究提供理論模型。
5 四輪協調的控制測試電路
Mecanum輪的參數設計好並加工出實體後，能否滿足運動要求，最直接的檢驗方法就是裝配好實際調試。　Mecanum全方位輪的思想即是多輪的轉向轉速協調運轉，進而實現全方位移動。這裡的控制測試電路用51系列單片機及L298驅動晶片控制驅動電機來實現移動機器人基本方位的運動控制