Электронный компонент:Серия наборов 4WD Mecanum Wheel Robot Kit

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Максим Кузьмин
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Серия наборов 4WD Mecanum Wheel Robot Kit[1]

Наборы серии 4WD Mecanum Wheel Robot Kit (можно перевести как «полноприводный набор для сборки колесных робо-платформ Илона») – это мобильная платформа, оснащенная четырьмя колесами Илона. Каждый набор включает два левосторонних и два правосторонних колеса Илона. Каждое колесо подключается к отдельному мотору с независимым управлением. В зависимости от направления и скорости каждого колеса, мобильная платформа может двигаться вперед, назад, вбок или в любом другом направлении, а также крутиться. Для дистанционного управления платформой к ней можно подключить BLE-модуль (для управления при помощи BLE) или RF-модуль (для управления при помощи РЧ-сигналов, т.е. радиочастотных сигналов).

Купить платформу можно по этой ссылке.

4WD Mecanum Wheel Robot Kit, версия с РЧ-управлением

Колесо Илона спроектировано так, что может двигаться в любом направлении. По сути, это все то же колесо, у которого вместо шины – несколько роликов. Ось вращения каждого из этих роликов располагается под углом 45˚ относительно плоскости колеса, а также под углом 45˚ относительно линии, идущей от центра ролика параллельно оси вращения колеса. Колеса Илона бывают двух видов – левосторонние и правосторонние, и разница между ними заключается в расположении роликов. Как видно на рисунке ниже, на левосторонних колесах ролики расположены от правого нижнего края к левому верхнему, а в правосторонних – от левого нижнего к правому верхнему.

При установке колес Илона нужно соблюдать определенные правила. Все четыре колеса должны быть установлены таким образом, чтобы ось вращения верхнего ролика указывала на центр платформы. Расчеты динамики и код основаны именно на этой конфигурации.

Все четыре колеса платформы могут по отдельности двигаться с разной скоростью и в разных направлениях. Ролики преобразуют часть силы вращения колеса в силу, действующую перпендикулярно направлению, в котором движется колесо. Совокупность этих сил в итоге формирует суммарный вектор силы для любого направления.

Представим, что R – это радиус колеса, угловые скорости четырех колес – это ω1, ω2, ω3 и ω4, скорости роликов на каждом колесе – это _ν_g1, _ν_g2, _ν_g3 и _ν_g4, а скорость платформы в направлении X и направлении Y, а также угловая скорость – это _ν_x, _ν_y и ω0. Исходная точка глобальных координат – это O (центр платформы), а исходные точки локальных координат для каждого колеса – это O1, O2, O3 и O4. Расстояние между центром платформы и центром колеса – это L1, а расстояние между центром платформы и осью вращения колеса – это L2. Угол, под которым расположены ролики – это α, т.е. 45˚.

В глобальных координатах скорость в центре 1-го колеса (O1) рассчитывается так:

В локальных координатах скорость в центре 1-го колеса (O1) рассчитывается так:

Теперь объединяем формулы 1-4 и получаем следующее:

Преобразовав формулы 5 и 6, находим угловую скорость 1-го колеса:

Аналогично рассчитываем угловую скорость для трех оставшихся колес:

Формула 8 показывает взаимоотношение между скоростями вращения колес и движением платформы. Теоретически, если правильно рассчитать угловые скорости всех четырех колес, платформа может двигаться в любом направлении. Но фактически для этой платформы движения ограничены.

Если вам претят формулы, посмотрите на картинку ниже. Она упрощенно показывает принцип работы платформы.

Соответственно, взаимосвязь между движением колес и платформы следующая:

  • Платформа вращается, если колеса на одной стороне будут крутиться в одну сторону, а на другой – в другую.
  • Платформа движется вперед или назад, если все четыре колеса движутся в одном направлении.
  • Платформа движется по диагонали, если включить два колеса, находящиеся диагонально относительно друг друга, а другие два выключить.
  • Платформа движется вбок, если колеса на одной стороне движутся друг к другу, а на другой – друг от друга.

Функции

  • Колеса Илона, позволяющие двигаться во всех направлениях
  • Высокая грузоподъемность
  • Универсальность и расширяемость
  • Управление при помощи BLE или радиочастот

Список компонентов

Набор для левостороннего колеса Илона (Left Mecanum Wheel Kit)

Название Характеристики Материал Количество
Левостороннее колесо Илона Высота – 60 мм,ширина – 32 мм Алюминий и резина 1 шт.
Мотор постоянного тока 25GA 370 Металл 1 шт.
Крепеж для мотора Для 25-ой серии Металл 1 шт.
Соединитель вала Высота – 13.9 мм,ширина – 23/6 мм Алюминий 1 шт.
Фиксирующий винт M3x5 Металл 2 шт.
Комплект из винта, пружинной шайбы и плоской шайбы M4x18 Металл 1 шт.
Винт с полукруглой головкой и крестообразным шлицем M3x8 Металл 2 шт.
Винт с полукруглой головкой и крестообразным шлицем, а также шайба M3x8 Металл 4 шт.
Шестигранная гайка M3 Металл 4шт.

Набор для правостороннего колеса Илона (Left Mecanum Wheel Kit)

Название Характеристики Материал Количество
Правостороннее колесо Илона Высота – 60 мм,ширина – 32 мм Алюминий и резина 1 шт.
Мотор постоянного тока 25GA 370 Металл 1 шт.
Крепеж для мотора Для 25-ой серии Металл 1 шт.
Соединитель вала Высота – 13.9 мм,ширина – 23/6 мм Алюминий 1 шт.
Фиксирующий винт M3x5 Металл 2 шт.
Комплект из винта, пружинной шайбы и плоской шайбы M4x18 Металл 1 шт.
Винт с полукруглой головкой и крестообразным шлицем M3x8 Металл 2 шт.
Винт с полукруглой головкой и крестообразным шлицем, а также шайба M3x8 Металл 4 шт.
Шестигранная гайка M3 Металл 4шт.

Базовая версия (Basic Version)

Название Характеристики Материал Количество
Основание 250 х 145 х 5 мм,черный цвет Оргстекло 1 шт.
Верхняя панель 192 х 145 х 5 мм,черный цвет Оргстекло 1 шт.
Крышка для батареи 68 х 47 х 2 мм, черный цвет Оргстекло 1 шт.
Левостороннее колесо Илона Высота – 60 мм,ширина – 32 мм Алюминий и резина 2 шт.
Правостороннее колесо Илона Высота – 60 мм,ширина – 32 мм Алюминий и резина 2 шт.
Мотор постоянного тока 25GA 370 Металл 4 шт.
Крепеж для мотора Для 25-ой серии Металл 4 шт.
Соединитель вала Высота – 13.9 мм, ширина – 23/6 мм Алюминий 4 шт.
Фиксирующий винт M3x5 Металл 8 шт.
Комплект из винта, пружинной шайбы и плоской шайбы M4x18 Металл 4 шт.
Комплект из винта, пружинной шайбы и плоской шайбы M2x8 Металл 20 шт.
Винт с полукруглой головкой и крестообразным шлицем M3x8 Металл 26 шт.
Винт с полукруглой головкой и крестообразным шлицем, а также шайба M3x8 Металл 16 шт.
Шестигранная гайка M3 Металл 16 шт.
Шестигранная стойка M3x40 Металл 5 шт.
Шестигранная стойка M3x10 Металл 4 шт.
Шестигранная стойка M2x15 Металл 4 шт.
Шестигранная стойка M2x10 Металл 6 шт.

Версия с РЧ-управлением (RF Version)

Название Характеристики Материал Количество
Основание 250 х 145 х 5 мм,черный цвет Оргстекло 1 шт.
Верхняя панель 192 х 145 х 5 мм,черный цвет Оргстекло 1 шт.
Крышка для батареи 68 х 47 х 2 мм, черный цвет Оргстекло 1 шт.
Панель для пульта управления 165 х 90 х 4 мм,прозрачная Оргстекло 1 шт.
Левостороннее колесо Илона Высота – 60 мм,ширина – 32 мм Алюминий и резина 2 шт.
Правостороннее колесо Илона Высота – 60 мм,ширина – 32 мм Алюминий и резина 2 шт.
Мотор постоянного тока 25GA 370 Металл 4 шт.
Крепеж для мотора Для 25-ой серии Металл 4 шт.
Соединитель вала Высота – 13.9 мм, ширина – 23/6 мм Алюминий 4 шт.
Фиксирующий винт M3x5 Металл 8 шт.
Комплект из винта, пружинной шайбы и плоской шайбы M4x18 Металл 4 шт.
Комплект из винта, пружинной шайбы и плоской шайбы M2x8 Металл 32 шт.
Винт с полукруглой головкой и крестообразным шлицем M3x8 Металл 34 шт.
Винт с полукруглой головкой и крестообразным шлицем, а также шайба M3x8 Металл 16 шт.
Шестигранная гайка M3 Металл 16 шт.
Шестигранная стойка M3x40 Металл 5 шт.
Шестигранная стойка M3x10 Металл 8 шт.
Шестигранная стойка M2x15 Металл 4 шт.
Шестигранная стойка M2x10 Металл 12 шт.
Драйвер мотора с Grove-коннектором для I2C 2 шт.
Модуль RFBee 2 шт.
Системная плата XBee Carrier 2 шт.
Регулятор для пульта управления 2 шт.
Набор 20-сантиметровых кабелей, оснащенных универсальными 4-контактными Grove-разъемами с защелкой (5 шт.) 2 шт.
Набор разветвленных кабелей с Grove-разъемами (5 шт.) 1 шт.
Кабель питания 100 мм, черный 3 шт.
Кабель питания 100 мм, красный 3 шт.
Тумблер 1 шт.
T-образный разъем 1 шт.

Версия с BLE-управлением (BLE Version)

Название Характеристики Материал Количество
Основание 250 х 145 х 5 мм,черный цвет Оргстекло 1 шт.
Верхняя панель 192 х 145 х 5 мм,черный цвет Оргстекло 1 шт.
Крышка для батареи 68 х 47 х 2 мм, черный цвет Оргстекло 1 шт.
Левостороннее колесо Илона Высота – 60 мм,ширина – 32 мм Алюминий и резина 2 шт.
Правостороннее колесо Илона Высота – 60 мм,ширина – 32 мм Алюминий и резина 2 шт.
Мотор постоянного тока 25GA 370 Металл 4 шт.
Крепеж для мотора Для 25-ой серии Металл 4 шт.
Соединитель вала Высота – 13.9 мм, ширина – 23/6 мм Алюминий 4 шт.
Фиксирующий винт M3x5 Металл 8 шт.
Комплект из винта, пружинной шайбы и плоской шайбы M4x18 Металл 4 шт.
Комплект из винта, пружинной шайбы и плоской шайбы M2x8 Металл 20 шт.
Винт с полукруглой головкой и крестообразным шлицем M3x8 Металл 10 шт.
Винт с полукруглой головкой и крестообразным шлицем, а также шайба M3x8 Металл 32 шт.
Шестигранная гайка M3 Металл 16 шт.
Шестигранная стойка M3x40 Металл 5 шт.
Шестигранная стойка M3x10 Металл 4 шт.
Шестигранная стойка M2x15 Металл 4 шт.
Шестигранная стойка M2x10 Металл 6 шт.
Драйвер мотора с Grove-коннектором для I2C 2 шт.
Модуль BLE с коннектором Grove 1 шт.
Плата Seeeduino 1 шт.
Шилд Base Shield V2 с 16 коннекторами Grove 1 шт.
Набор 20-сантиметровых кабелей, оснащенных универсальными 4-контактными Grove-разъемами с защелкой (5 шт.) 1 шт.
Набор разветвленных кабелей с Grove-разъемами (5 шт.) 1 шт.
Кабель питания 100 мм, черный 3 шт.
Кабель питания 100 мм, красный 3 шт.
Тумблер 1 шт.
T-образный разъем 1 шт.

Инструкция по сборке

Полезные ссылки

Характеристики мотора

См.также

Внешние ссылки