Mô tả:
NKT
NKT
Trường Đại Học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh
Khoa Cơ Khí
Báo cáo Luận Văn Thạc sĩ
HVTH: Trần Đình Phúc
MSHV: 11040396
GVHD: PGS.TS Đặng Văn Nghìn
NỘI DUNG BÁO CÁO
NKT
NKT
1
Đặt vấn đề
2
Giới thiệu chung
3
Tính toán thiết kế bánh xe Mecanum
4
Kết quả thiết kế và chế tạo
5
Đánh Giá Độ Chính Xác Biên Dạng Profile Bánh Xe
6
Kết luận
2
NKT
Đặt Vấn Đề
NKT
Việc định hướng, di chuyển một chiếc xe nâng qua một không gian chật hẹp,
hạn chế là một việc khá phức tạp và khó khăn. Một giải pháp cho vấn đề này
đó là việc phát triển những loại xe có khả năng di chuyển trực tiếp sang một
bên, được biết đến với tên gọi một chiếc xe đa hướng.
Nhìn chung trên thị trường hiện nay chỉ thương mại hóa những loại bánh xe
đa hướng cỡ nhỏ, giá thành tương đối cao. Chẳng hạn như sản phẩm của
hãng AndyMark kích thướng đường kính bánh 200mm, giá thành lên tới
3000 đô la mỹ mà khả năng tải lại rất thấp. Với yêu cầu thiết kế xe nâng tải
trọng nặng lên tới 1 tấn, đường kính bánh xe lên tới 600mm, thì trên thị
trường hiện không có sẵn. Do đó, việc thiết kế chế tạo loại bánh xe đa hướng
Mecanum cỡ lớn, có khả năng tải cao rất được quan tâm hiện nay.
NKT
1: Giới thiệu chung
NKT
1.1 Khái niệm và phân loại bánh xe đa hướng
Khái niệm: Những chiếc xe đa hướng (Omni-directional Vehicals) dùng bánh xe
đa hướng có khả năng di chuyển với bất kì hướng nào trong không gian 2D và
chúng vừa có thể xoay cùng lúc. Hay nói một cách khác, chúng có 3 bậc tự do.
Video
NKT
1.1.2 Phân loại bánh xe đa hướng
NKT
a) Bánh xe dạng đặc biệt
Bánh xe Omni
Bánh xe Mecanum
Bánh xe trực giao
b) Các loại bánh xe truyền thống
Bánh xe bánh lái đơn
Bánh xe bánh lái kép
Bánh xe bi cầu
Một số loại khác
NKT
1.2 Phạm vi ứng dụng của bánh xe Mecanum
NKT
Lĩnh vực
quân đội
Lĩnh vực
công
nghiệp
Lĩnh vực y
tế, công
cộng
Lĩnh vực
nghiên
cứu, giáo
dục
Lĩnh vực
dịch vụ
sinh hoạt
NKT
Chương 2: Tính toán thiết kế bánh xe Mecanum
NKT
2.1 Tổng quan các công thức tính toán bánh xe Mecanum
NKT
NKT
2.1.1 Stephen L. Dickerson, control of an onmi-direcitonal robotic vehicle with
mecanum wheels, Georgia Institute of Technology Atlanta, GA (1991)
NKT
NKT
2.1.2 D.H.Shin, Design of Mecanum Wheel for Omnidirectional Motion, Seoul City University (1997)
NKT
2.1.3 Terry Cussen, Omnidirectional Transport Platform, Cybernet
Systems Corporation 727 Airport Boulevard Ann Arbor(1999)
NKT
R: bán kính bánh xe mecanum
b: bán kính con lăn mecanum
: Góc lệch giữa trục con lăn và trục bánh xe mecanum
Chiều dài tối đa của các con lăn
Hệ tọa độ của con lăn: trong đó x=0, y = bán kính cục bộ =
,z=
NKT
NKT
2.1.4 Andrew McCandless, Faculty of Engineering and Mathematical
Sciences,University of Western Australia (2001)
NKT
NKT
2.1.5 Ioan Doroftei, Victor Grosu and Veaceslav Spinu,
Omnidirectional Mobile Robot – Design and Implementation
“Gh. Asachi” Technical University of Iasi Romania (2007)
n: số lượng con lăn Mecanum; φ: góc chia
Chiều dài con lăn:
Bề rộng bánh xe Mecanum:
NKT
NKT
2.1.6 Kyung-Lyong Han, Design and Control of Omni-Directional Mobile
Robot for Mobile Haptic Interface-International Conference on Control,
Automation and Systems 2008 Oct. 14-17, in COEX, Seoul, Korea (2008)
NKT
2.1.7 Euther- Derivation of an algorithm for computing theprofile for
a “bump-less” mecanum roller (2010)
NKT
y = r – a.x2
Biên dạng con lăn lúc này đó là parabol
NKT
2.2 So sánh và phân tích các phương pháp tính tính toán
NKT
Ưu điểm
Nhược điểm
Andrew McCandless
- Nguyên lý đơn giản
- Trình bày chi tiết lý thuyết đường
lối thiết kế bánh.
- Chưa mô tả hết thông số hình
học của bánh xe Mecanum
Terry Cussen
- Trình bày đường lối lập trình, mô
phỏng thiết kế bánh xe
- Thuật toán phức tạp, cần sự trợ
giúp của máy tính.
Euther
- Thuật toán lập trình với độ chính
xác cao.
- Biên dạng tương đối đặc biệt
-Do biên dạng là parabol nên việc
tiếp xúc không đảm bảo
- Thuật toán phức tạp.
Ioan Doroftei,
-Nguyên lý thiết kế đơn giản
- Mang tính thực tế cao
- Chưa mô tả hết thông số hình
học của bánh xe Mecanum
Kyung-Lyong Han
-Trình bày khá chi tiết các thông số
hình học của bánh xe
- Mang tính khả thi thiết kế cao
- Công thức khá phức tạp
D.H.Shin
Trình bày rất chi tiết các thông số
hình học của bánh xe
-Một số thông số hình học không
cần thiết.
NKT
2. Đường lối tính toán thiết kế
NKT
R.sinη
R
R
Các thông số đầu vào:
Số con lăn: n =6 (Góc chia)
Góc lệch giữa trục quay con lăn và trục bánh xe : η =45
Bán kính bánh Mecanum: Rwheel
Bánh kính lớn nhất của con lăn : rrol = r(X) = z(X) –h
Góc khuất giữa 2 con lăn kế tiếp: θt
NKT
2.4 Kết quả tính toán, thiết kế
NKT
Chọn số con lăn:
Đường kính bánh xe: D=2.340= 680mm
Góc lệch trục:
η = 450
a=R=340mm
b= Rsin η ≈ 480mm
Lw= 340mm
Lr= 480mm
NKT
2.5 Kết cấu bánh xe Mecanum
NKT
a, Con lăn Mecanum
d, Cánh Con lăn Mecanum
b, Trục Con lăn Mecanum
c, Đùm bánh xe
NKT
Chương 3: Kết quả
NKT
3.1 Kết quả thiết kế
3.2 Sản phẩm chế tạo và lắp ráp
NKT
NKT
Chương 4: Đánh Giá Độ Chính Xác Biên
Dạng Profile Bánh Xe Mecanum
4.1 Mục đích của quá trình làm thí nghiệm
Thu thập dữ liệu điểm.
Quy hoạch thực nghiệm
Hồi quy về phương trình bậc 2
Xác định được sai số giữa biên dạng thực và biên
dạng lý thuyết.
- Xem thêm -