Поведение мобильного робота с симметричной структурой колес меканум при перемещении по криволинейной траектории

Встатьепроведёнсравнительныйанализдвухвариантовсимметричногоразмещениявсенаправленных колёс типа меканум в мобильном роботе. Рассмотрено моделирование поведения мобильного робота при двух симметричных вариантах расположения колёс меканум по криволинейным траекториям в среде MATLAB Simulink. Получены графики траекторий центра робота в осях X–Y при двух вариантах симметричных конфигураций меканум-колёс при перемещении по траекториям лемнискаты, эллипса, гипотрохоиды и трека. Получены зависимости ошибок положения робота в осях X–Y от времени для двух вариантов топологий колёс при перемещении по четырём траекториям. Проанализированы зависимости отклонения угла поворота корпуса робота от времени для двух вариантов топологий колёс при перемещении по четырём криволинейным траекториям. Проведённый сравнительный анализ позволил дать рекомендации о перемещение вдоль эллипса и лемнискаты, которые характеризуется меньшими ошибками положения и отклонением угла поворота по сравнению с более сложными кривыми.

мобильный робот, меканум колесо, симметричная структура, матрица Якоби, движение по траектории, эллипс, лемниската, эпитрохоида, трек, ошибка позиционирования

1. Mishra S., Sharma M., Mohan S. Behavioural Fault tolerant control of an Omni directional Mobile Robot with Four mecanum Wheels. Defence Science Journal. 2019. Vol. 69. No. 4. Pp. 353-360. DOI: 10.14429/dsj.69.13607

2. Li Y, Dai S, Zhao L, Yan X, Shi Y. Topological Design Methods for Mecanum Wheel Configurations of an Omnidirectional Mobile Robot. Symmetry. 2019. No. 11 (10) 1268. DOI: 10.3390/sym11101268

3. P. Chotikunnan, T. Matsuura, N. Thongpance, M. Sangworasil, M. Pluemchan, T. Wannarat, and A. Teerasoradech. The design and construction of surrounding control system for the rehabilitative walker using mecanum wheel. 2017 10th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON), Hokkaido, Japan. 2017. Pp. 1-4. DOI: 10.1109/BMEiCON.2017.8229166

4. R. Wen, M. Tong. Mecanum wheels with Astar algorithm and fuzzy PID algorithm based on genetic algorithm. 2017 International Conference on Robotics and Automation Sciences (ICRAS), Hong Kong, China. 2017. Pp. 114-118. DOI: 10.1109/ICRAS.2017.8071927

5. V. Alakshendra, S.S. Chiddarwar. A robust adaptive control of mecanum wheel mobile robot: simulation and experimental validation. 2016 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Daejeon, Korea (South). 2016. Pp. 5606-5611. DOI: 10.1109/IROS.2016.7759824

6. P. Vlantis, C. P. Bechlioulis, G. Karras, G. Fourlas, K.J. Kyriakopoulos. Fault tolerant control for omni-directional mobile platforms with 4 mecanum wheels. 2016 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Stockholm, Sweden. 2016. Pp. 2395-2400. DOI: 10.1109/ICRA.2016.7487389

7. M.A.A. Mutalib, N.Z. Azlan, I.A.-T.B. Mahmood. Modelling of Mobility Mechanism for Motorized Adjustable Vertical Platform (MAVeP). 2018 IEEE International Conference on Automatic Control and Intelligent Systems (I2CACIS), Shah Alam, Malaysia. 2018. Pp. 39-46. DOI: 10.1109/I2CACIS.2018.8603699

8. Z. Lieping, H. Chaoning, C. Peng. Retracted: Design of Limited Power Omni-Directional Vehicle Based on Chassis Follow. 2017 International Conference on Smart City and Systems Engineering (ICSCSE), Changsha, China. 2017. Pp. 10-13. DOI: 10.1109/ICSCSE.2017.10

9. S. Shahin, R. Sadeghian, P. Sedigh, M.T. Masouleh. Simulation, control and construction of a four Mecanum-wheeled robot. 2017 IEEE 4th International Conference on Knowledge-Based Engineering and Innovation (KBEI), Tehran, Iran. 2017. Pp. 0315-0319. DOI: 10.1109/KBEI.2017.8324993

10. M.A. Abd Mutalib, N.Z. Azlan. Prototype development of mecanum wheels mobile robot: A review. // Applied Research and Smart Technology (ARSTech). № 1 (2). 2020. Pp. 71–82. DOI: 10.23917/arstech.v1i2.39

11. He C, Wu D, Chen K, Liu F, Fan N. Analysis of the Mecanum wheel arrangement of an omnidirectional vehicle. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. № 233 (15). 2019. Pp. 5329-5340. DOI: 10.1177/0954406219843568