8Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)建模與實(shí)驗(yàn).pdf

1、目前，國(guó)內(nèi)對(duì)全向移動(dòng)平臺(tái)的研究主要集中在4Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)方面，然而在一些重載、超重載場(chǎng)合，4Mecanum輪全向平臺(tái)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(dòng)平臺(tái)逐漸成為大型精密產(chǎn)品理想的運(yùn)載工具。研發(fā)面向大尺寸工件的工序間轉(zhuǎn)運(yùn)和裝配對(duì)接、可承載更大載荷的8Mecanum輪協(xié)同驅(qū)動(dòng)控制的全向移動(dòng)平臺(tái)成為國(guó)內(nèi)新的研究趨勢(shì)。本文以8Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)為對(duì)象進(jìn)行研究：

2、（1）在理想條件下建立了8Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。利用ADAMS軟件建立了平臺(tái)簡(jiǎn)化虛擬樣機(jī)，并對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程進(jìn)行了仿真分析。對(duì)全向平臺(tái)各向最大平移速度進(jìn)行了分析。研究了由兩臺(tái)8Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)雙車聯(lián)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性，仿真結(jié)果表明兩平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向與預(yù)設(shè)方向基本一致。
　　（2）確定了設(shè)計(jì)Mecanum輪幾何結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)，以等速螺旋線代替原輥?zhàn)油饫€建立了小輥?zhàn)拥哪妇€方程。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)優(yōu)選原則，對(duì)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(dòng)平臺(tái)優(yōu)選參數(shù)進(jìn)行了比較分析，總結(jié)出單個(gè)全向輪承載一定時(shí)，適應(yīng)于多輪協(xié)同驅(qū)動(dòng)的全向平臺(tái)最優(yōu)輪參數(shù)值。
　　（3）采用牛頓-歐拉法建立了考慮摩擦阻力的8Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)方程。通過實(shí)驗(yàn)的方法得到了全向平臺(tái)沿不同方向的摩擦阻力系數(shù)。根據(jù)平臺(tái)樣機(jī)參數(shù)建模，通過ADAMS軟件對(duì)動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行了仿真分析。對(duì)全向移動(dòng)平臺(tái)沿各個(gè)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(tái)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檠兀?5??90??n n?0,1,2,3時(shí)，摩擦阻力為最大，驅(qū)動(dòng)全向輪的電機(jī)扭矩為最大。因此，取平臺(tái)沿45度方向并以最大速度勻速行駛時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力來估算平臺(tái)所需配備電機(jī)的額定扭矩。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合不同承載的全向平臺(tái)，對(duì)其所需配備電機(jī)額定扭矩進(jìn)行了預(yù)估計(jì)算。
　?。?）設(shè)計(jì)了8Mecanum輪全向移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)，完成了平臺(tái)樣機(jī)的制作，最后對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了簡(jiǎn)單調(diào)試，驗(yàn)證了全向平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)特性。