MOTEC智能驱动器在全方位运动平台上的应用

• 关键词： 驱动器 AGV 机器人
• 摘要：全方位运动平台是基于麦克纳姆轮( Mecanum Wheel)的可以任意方向运动和转动的智能运动平台，可以用在搬运车、AGV、机器人等系统，以及工业、医疗、教育等领域。MOTEC智能驱动器包括智能伺服系统和智能步进系统，支持多种控制模式和通信方式，给全方位运动平台提供了强大的支持。

摘要

一、MOTEC智能驱动器简介

MOTEC智能驱动器不仅支持脉冲控制，模拟量控制，独立运行控制，网络控制等多种控制模式，而且集运动控制，伺服驱动和PLC功能于一体。智能伺服系统支持电流环、速度环、位置环三种控制方式，智能步进系统支持速度环、位置环两种控制方式，可使全方位运动平台工作在速度模式和位置模式。MOTEC智能驱动器提供了RS232、RS485、CAN总线等多种通信方式，方便全方位运动平台和外界通信。

二、万向移动机械原理

  针对狭小作业空间，人们开发出了多种行动灵活的万向移动机械。该类机械实现万向移动的方式主要有两种，一种为通过偏转普通车轮的方向或者使两轮差速运动来实现转向，另一种为基于麦克纳姆轮的运动合成实现整车的万向移动。麦克纳姆轮( Mecanum Wheel) 是一种全方位移动车轮，1973 年由瑞士人Bengt Lion 发明，该轮的特点是在传统车轮的基础上，在轮缘上再沿与轴线成α角方向安装若干可以自由旋转的小辊子，这样在车轮滚动时，小辊子就会产生侧向运动。通过麦克纳姆轮的组合使用和各车轮转动方向和速度的协调控制，可以使车体得到运动平面内的任意方向移动和转动。下图为麦克纳姆轮轮子的一种结构。

α角一般为45�，要采用对称的安装方式，以四个轮子为例，要想实现任意方向移动和转动，安装方式如下。

三、Mecanum轮全方位移动技术的典型应用

1.灵巧搬运

Mecanum轮式全方位移动机器人国外成功的应用例子有美国Airtrax公司的Mp2 搬运车、Sidewinder 叉车，德国MIAG 公司的飞机引擎就位车、运弹车，德国KUKA 公司为空客生产的飞机机身搬运车等产品。此外，德国KUKA 公司的youBot机器人搭载有五自由度机械臂和二自由度的机械臂，可以完成机械加工工件复杂转运安装。

2、教育与医疗服务机器人

   在教育和医疗领域，Mecanum轮用于全向移动轮椅，可以帮助残疾人提高移动能力。

   由于Mecanum轮式全方位移动机器人转向时不需要改变自身的姿态下实现任意方向的移动以及以任意半径转动，因此Mecanum式全方位移动机器也在各种机器人比赛以及教育中广泛应用。 动轮椅，可以帮助残疾人提高移动能力。

3、运动灵巧的制造车间AGV 系统

   自动导航车( Automated Guided Vehicles ，AGV) 又名无人搬运车，出现于20 世纪50 年代，是一种自动无人驾驶的智能化搬运设备。目前国际上应用于制造业的AGV 系统基本采用普通差动轮驱动，需要较大的运行道路空间。而采用Mecanum轮驱动的AGV，由于其运动灵活性和定位的准确性，可以使车间面积利用率提高20% ～ 30%; 由于其可以全方位运动，甚至可以取消传统AGV 上的精确平移机构，直接把工件点对点送到制造装备的安装位置( 如送入切削机床的夹具上) 。因此，可以进一步节约装夹时间，提高效率，具有更为广阔的应用前景。

四、小结

   基于Mecanum轮的全方位移动平台不需要转向就可以任意方向移动，或绕自身中心原地旋转，使平台更加灵巧。 MOTEC智能驱动器在全方位移动平台的应用为该平台提供了丰富的功能，满足不同场合的需要，给其应用提供了广泛的空间。