B07:星期天夜光杯/新智
     
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2015年11月22日 星期日 放大 缩小 默认   
小车学蟹能横行
全仗奇特全向轮
乔英杰
能“蟹行”的小车
所有的秘密,集中在小车的4个机轮上
  前两天,去到浦东张江的DFRobot,看一辆能前后左右行驶的车,就是说,能“蟹行”的小车。

  小车由乔工程师带过来,就像听话的宠物,从车间不知哪个角落里奔出来,该拐弯时就干脆横着走,到跟前还秀个特技,原地转了一圈停下。乔工递过手里的遥控器,中央的游戏杆指挥一切。我们也很快学会了操纵。

  所有的秘密,集中在小车的4个机轮上。这是一种“全向轮”(麦克纳姆轮),每个机轮的外沿安装着15个能绕自己轴转的橡皮小滚筒,它们包络成了机轮的圆周。小滚筒以统一角度(如45度)斜着安装,不过左右机轮是相对的。当全向轮旋转而前进时,周边的小滚筒分别绕各自轴线旋转,把一部分的力转化为45度斜向的力。

  四个机轮各由一台直流电机独立驱动,因此能各管各地旋转。

  设想右前轮的旋转形成了向右后方的力,而右后轮的旋转形成了向右前方的力,这两股力共同作用,就能汇成推车向右的力。当然,小车要向右方动起来,左边的两个机轮也必须配合,一起动起来,合力向右推才行。

  小车控制系统要做的,就是协调4个机轮的方向和速度,形成在指定方向上的合力。比如,要组合成“小车向右横行”,需要右前轮向前转,右后轮向后转,左前轮向后转,左后轮向前转。当然,使用者指挥小车时,只要把控制杆扳到“向右”即可。那些复杂的组合密码,设计者早已代你安排好,借助软件和硬件“冻结”成简单的指令了。

  能“蟹行”的小车,车身不用做出任何转动,就能实现任意方向的移动,在原地旋转任意指定的角度。这样的小车无疑给出了许多潜在的应用。

  最能想得到的,自然就是在不够宽敞的场地停车了。只要有长度勉强够的空间,你的汽车可以横着停进去。当然,用它做一辆灵活的轮椅车,对行动不方便的人也蛮理想的。

  而在自动化仓库里,沿平面上的任意连续轨迹移动到指定位置,恐怕也是堆垛机器人必备的基本功。       凌启渝

  (照片由乔英杰提供)

     
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