Hướng dẫn lắp ráp Khung Xe Robot Chasiss Black Cat Mecanum (P1) – Giải thích nguyên lý bánh Mecanum

0
1459

Giới thiệu

Chào các bạn, trong bài viết này mình sẽ giải thích sơ qua về bánh xe Mecanum, cũng như nguyên lý hoạt động của nó, và cách thức để mình sử dụng chúng.

Vậy bánh xe Mecanum là gì?

  • Bánh xe Mecanum là một thiết kế bánh xe đa hướng để xe trên cạn có thể di chuyển theo bất kỳ hướng nào. Đôi khi nó được gọi là bánh xe Ilon theo tên người phát minh ra nó, Bengt Erland Ilon (1923-2008).
    (Nguồn: https://en.wikipedia.org/wiki/Mecanum_wheel)
  • Bánh xe Mecanum thường được đi theo 1 cặp, gồm bánh Right (R) và Left (L).

Hình 2 bánh xe Mecanum R và L
https://seeeddoc.github.io/4WD_Mecanum_Wheel_Robot_Kit_Series
Cặp bánh Mecanum R & L
https://hshop.vn/products/khung-xe-robot-chasiss-black-cat-mecanum

Nguyên lý hoạt động bánh xe Mecanum?

  • Trước tiên mình nói về chiều quay bánh xe, như các bạn biết 1 bánh xe nó chỉ có 2 chiều quay:
    _ Quay thuận chiều kim đồng hồ (CW – Clockwise)
    _ Quay ngược chiều kim đồng hồ (CCW – Counter Clockwise)
    Hình 2 chiều quay motor CW & CCW
    https://wiki.bitcraze.io/projects:crazyflie:mechanics:assembly
  • Còn về phần thiết kế của bánh Mecanum, nó được cấu tạo gồm nhiều con lăn nhỏ đặt xéo 1 góc 45° độ so với hướng bánh lớn. Chính vì thiết kế này, khi bánh quay thì hướng Lực Đẩy chính đã được chuyển sang 1 góc chéo 45° độ. Hình dưới đây minh họa các hướng đi của Lực Đẩy đó.
    Hình minh họa Lực đẩy bánh xe Mecanum
    https://howtomechatronics.com/projects/arduino-mecanum-wheels-robot
  • Như vậy bằng cách dùng 4 bánh độc lập, kết hợp với các cách quay trên, các bạn có thể cho xe đi theo mọi hướng mình muốn. Mình sẽ nói chi tiết hơn ở phía dưới.

Cách lắp bánh xe Mecanum

  • Mình gọi các “bánh trước” là (F – Front), gồm bánh phía trái (FL) và phía phải (FR). Còn các “bánh sau” là (B – Behind), gồm bánh phía trái (BL) và phía phải (BR).
  • Sơ đồ lắp bánh:
    _ FL ↔ Mecanum L
    _ FR ↔ Mecanum R
    _ BL ↔ Mecanum R
    _ BR ↔ Mecanum L
    Hình lắp 4 bánh vào khung xe
    https://www.casterbot.com/p/mecanum-wheels-64mm-for-raspberry-pi-4-3b-microbit

Các hướng đi của xe

  • Bảng sau mình sẽ liệt kê tất cả các trường hợp xảy ra khi kết hợp các chiều quay của bánh xe. Để dễ đọc, mình quy ước chiều CW là 1, và CCW là 0.
    *** Dấu (.) là khung xe sẽ đứng yên tại chỗ
  FL FR BL BR Hướng đi
00 0 0 0 0
01 0 0 0 1 ⇓ + ⇒
(⇘ ↺)
02 0 0 1 0 ⇐ + ⇓
(⇙ ↻)
03 0 0 1 1 .
04 0 1 0 0 ⇐ + ⇓
(⇙ ↺)
05 0 1 0 1
06 0 1 1 0
07 0 1 1 1 ⇐ + ⇑
(⇖ ↺)
08 1 0 0 0 ⇓ + ⇒
(⇘ ↻)
09 1 0 0 1
10 1 0 1 0
11 1 0 1 1 ⇑ + ⇒
(⇗ ↻)
12 1 1 0 0 .
13 1 1 0 1 ⇑ + ⇒
(⇗ ↺)
14 1 1 1 0 ⇐ + ⇑
(⇖ ↻)
15 1 1 1 1

 

  • Ngoài các trường hợp trên, mình còn có thể kết hợp với trường hợp khi bánh xe đứng yên.
    _ Ở đây mình sẽ chỉ xét đến các tình huống 2 bánh đứng yên, khi ấy “trọng tâm quay” sẽ nằm giữa 2 bánh đó.
    _ Cũng tương tự khi mình cho đứng yên 1 bánh, “trọng tâm quay” sẽ nằm tại bánh đó
    *** Dấu (-) là motor sẽ không quay
    *** Dấu (⚠) là trường hợp không nên dùng
  FL FR BL BR Hướng đi
FL  FR



0 0
0 1 FL(.)FR
1 0 FL(.)FR
1 1
FL  BL



0 0 FL(.)BL
0 1
1 0
1 1 FL(.)BL
FL  BR



0 0
0 1
1 0
1 1
FR  BL



0 0
0 1
1 0
1 1
FR  BR



0 0 FR(.)BR
0 1
1 0
1 1 FR(.)BR
BL  BR



0 0
0 1 BL(.)BR
1 0 BL(.)BR
1 1

 

Kết bài =)

Ok, vậy là mình đã giải thích xong một số nguyên lý cơ bản của bánh xe Mecanum, phần tới mình sẽ hướng dẫn các bạn cách kết nối dây cho motor với các thiết bị.
(P2) click here.

Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments