Mecanum万向轮滚子外轮廓曲面变形补偿设计-学兔兔 www.xuetutu.com.pdf

第12卷第3期
中国工程机帔学报
Vol 1
2014年6月
CHINESE JOURNAL OF CONSTRUCTION MACFINERY
Jun.2014
Mecanum万向轮滚子外轮廓曲面变形补偿设计
张学玲1,侍才洪,康少华,胡军中2
(1.军事交通学院,天津300161;2.浙江美科斯叉车有限公司,浙江杭州311400
摘要:针对 Mecanung万向轮滚子受载荷后外廓变形引起运行不平稳的问题,研究对其进行外廓形状补偿的方
法,首先推导了滚子理论外廓的曲线方程,计算出理论轮廓母线;然后对 Mecanum轮进行受力分析,仿真计算了
滚子外壳在运行中的变形;并根据滚子变形位置、变形量及重合度,对滚子外轮廓进行补偿,设计了更合理的滚
子外轮廓,解决了万向轮运行不平稳的问题
关键词: Mecanum万向轮;有限元方法;仿真;轮廓补偿
中图分类号:TP302
文献标志码:A
文章编号:1672-5581(2014)03-0213-0
Compensation design for roller contour surface deformation
of Mecanum omni-directional wheels
ZHANG Xue-ling, SHI Cai-hong, KANG Shao-h, HU Jun-hong
(1. Military Transportation University, PLA, Tianjin 300161, China; 2. Zhejiang Maximal Forklift Co., Ltd, Hangzhou 311400, China)
Abstract: Due that the roller contour loading deformation of mecanum omni-directional wheels results in
the operational unbalancing problem, a contour compensation method is investigated. Firstly, a curve
equation, together with contour generatrix, is deduced for theoretical roller contour. Then, the roller
loading is analyzed and simulated on the motional roller case, Based on the deformation position, value and
overlapping ratio, the roller contour is compensated. Finally, the rational roller contour is design to
resolve the unbalancing problem of omni-directional wheels
Key words Mecanum omni-directional wheel; finite element method; simulation; contour compensation
对于需要自由运动或精确定位的设备,如大型
设备拆卸,安装及检修升降机、机器人、叉车等,安1 Mecanum万向轮结构设计
装 Mecanum万向轮,可以通过对4个万向轮旋转
方向的控制,实现车辆在2D平面内的任意运动,即
Mecanun万向轮整体结构设计
纵向、横向与旋转3个自由度的运动. Mecanum万
Mecanum万向轮为复合结构,如图1a所示,主
向轮的结构大致相似,多数文献对其运动的控制进体部分为主动旋转的中心车轮骨架,围绕外缘均布
行了研究1-3.但由于 Mecanum万向轮结构较复安装若干自由随动滚子,其轴线与主体骨架垂直于
杂,按照传统理论计算设计的结构,运行中由于受轴线的中心平面成45角这种结枃使滚子滚动时
工作载荷作用会变形,使得行走过程发生振动,运可以产生沿着轮体中心轴线和垂直于轴线的力,实
动平稳性难以保证,进而影响车辆的运行可靠性、现万向运动的功能.为保证运行时的平稳,
本文针对这个问题,研究运行中载荷对滚子变形的 Mecanum万向轮的布置方式在前视基准面的投影
影响,对滚子廓线进行变形补偿,使外廓设计更精为圆,如图1b所示,右视基准面的投影为近似矩
确合理
形,如图1c所示
基金项目:天津市科技支撑计划重点资助项目(12Z
02200)
作者简介:张学玲(1970-),女,博士,副教授.E-mail:zhangxueling(@163.com