8Mecanum輪全向移動平臺運動學(xué)、動力學(xué)建模與實驗.pdf

1、目前，國內(nèi)對全向移動平臺的研究主要集中在4Mecanum輪全向移動平臺方面，然而在一些重載、超重載場合，4Mecanum輪全向平臺承載能力受到限制。隨著航空航天器、石化、電力部組件和配套產(chǎn)品向更大尺寸及重量發(fā)展，重載全向移動平臺逐漸成為大型精密產(chǎn)品理想的運載工具。研發(fā)面向大尺寸工件的工序間轉(zhuǎn)運和裝配對接、可承載更大載荷的8Mecanum輪協(xié)同驅(qū)動控制的全向移動平臺成為國內(nèi)新的研究趨勢。本文以8Mecanum輪全向移動平臺為對象進(jìn)行研究：

2、（1）在理想條件下建立了8Mecanum輪全向移動平臺的運動學(xué)方程。利用ADAMS軟件建立了平臺簡化虛擬樣機，并對運動學(xué)方程進(jìn)行了仿真分析。對全向平臺各向最大平移速度進(jìn)行了分析。研究了由兩臺8Mecanum輪全向移動平臺雙車聯(lián)動的運動特性，仿真結(jié)果表明兩平臺運動方向與預(yù)設(shè)方向基本一致。
　?。?）確定了設(shè)計Mecanum輪幾何結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)，以等速螺旋線代替原輥子外廓曲線建立了小輥子的母線方程。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)優(yōu)選原則，對全向輪的

3、結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)選。進(jìn)一步地，就承重不同的8Mecanum輪與4Mecanum輪全向移動平臺優(yōu)選參數(shù)進(jìn)行了比較分析，總結(jié)出單個全向輪承載一定時，適應(yīng)于多輪協(xié)同驅(qū)動的全向平臺最優(yōu)輪參數(shù)值。
　?。?）采用牛頓-歐拉法建立了考慮摩擦阻力的8Mecanum輪全向移動平臺的動力學(xué)方程。通過實驗的方法得到了全向平臺沿不同方向的摩擦阻力系數(shù)。根據(jù)平臺樣機參數(shù)建模，通過ADAMS軟件對動力學(xué)方程進(jìn)行了仿真分析。對全向移動平臺沿各個方向上的最大平

4、移加速度進(jìn)行了分析。研究表明，當(dāng)平臺運動方向為沿）（45??90??n n?0,1,2,3時，摩擦阻力為最大，驅(qū)動全向輪的電機扭矩為最大。因此，取平臺沿45度方向并以最大速度勻速行駛時所需的驅(qū)動力來估算平臺所需配備電機的額定扭矩。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合不同承載的全向平臺，對其所需配備電機額定扭矩進(jìn)行了預(yù)估計算。
　?。?）設(shè)計了8Mecanum輪全向移動平臺系統(tǒng)，完成了平臺樣機的制作，最后對樣機進(jìn)行了簡單調(diào)試，驗證了全向平臺的運動特性。