Электронный компонент:Серия наборов 4WD Mecanum Wheel Robot Kit

Материал из Онлайн справочника
Перейти к: навигация, поиск

Перевод: Максим Кузьмин (Cubewriter)
Перевел 1892 статей для сайта.

Контакты:

Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Ambox content.png Черновик


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.

LeftAndRight Mecanum Wheels.jpg

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.

4WD Mecanum Wheel Robot Kit Installation of Mecanum wheels.jpg

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˚.

4WD Mecanum Wheel Robot Kit Coordinate System.jpg

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

4WD Mecanum Wheel Robot Kit Velocity of O1 1.PNG

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

4WD Mecanum Wheel Robot Kit Velocity of O12 2.PNG

Теперь объединяем формулы 1-4 и получаем следующее:

4WD Mecanum Wheel Robot Kit Mecanum Equation 010 3.PNG

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

4WD Mecanum Wheel Robot Kit Mecanum Equation 02 4.PNG

Аналогично рассчитываем угловую скорость для трех оставшихся колес:

4WD Mecanum Wheel Robot Kit Mecanum Equation 03 5.PNG

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.

4WD Mecanum Wheel Robot Kit Working Principle-Simplified.jpg

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)

Left Mecanum Wheel Kit.PNG
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)

Right Mecanum Wheel Kit.PNG
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)

4WD Mecanum Wheel Robot Kit Part List for Basic Version.jpg
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)

4WD Mecanum Wheel Robot Kit Parts of Mecanum Wheel Robot Kit-RF Version.jpg
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)

4WD Mecanum Wheel Robot Kit Parts of Mecanum Wheel Robot Kit-BLE Version.jpg
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

4WD Mecanum Wheel Robot Kit Assembly Instructions.jpg

Полезные ссылки

Характеристики мотора

См.также

Внешние ссылки

  1. wiki.seeed.cc - 4WD Mecanum Wheel Robot Kit Series