Регистрировать
При выполнении задач по исследованию сложного рельефа и инспекции в ограниченных пространствах манёвренность шасси часто становится ключевым фактором успеха миссии. В этом видео мы представляем показательный исследовательский вездеход Legacy V2 с независимым управлением четырьмя колёсами.
Шасси использует инновационную архитектуру 4WS4WD (Four-Wheel Steering and Four-Wheel Drive — четырёхколёсное рулевое управление и полный привод) и оснащено актуаторными модулями CubeMars AK Series в качестве основных силовых и исполнительных компонентов системы. Благодаря этому реализованы возможности всенаправленного движения, включая вращение на месте с нулевым радиусом и боковое перемещение, обеспечивая максимальную гибкость для специализированных задач исследования.
Традиционные конструкции мобильных роботизированных шасси, такие как рулевое управление Ackermann, управление с пробуксовкой (skid steering) и обычные дифференциальные приводы, демонстрируют отличную производительность на открытых территориях. Однако при работе в узких коридорах, сложных трубопроводных системах или среди обломков они сталкиваются со значительными ограничениями:
Большой радиус поворота: Традиционные шасси не могут эффективно выполнять развороты или корректировку положения в ограниченном пространстве, что повышает риск застревания или столкновения с препятствиями.
Отсутствие возможности бокового перемещения: Обычные конструкции шасси не способны двигаться непосредственно вбок. При необходимости точного позиционирования, например при стыковке с люком или приближении к точке инспекции, требуется выполнять несколько манёвров задним ходом и корректировок, что снижает эффективность.
Высокая сложность координации нескольких осей: Для реализации настоящего всенаправленного движения каждое колесо должно независимо выполнять функции привода и рулевого управления. Это предъявляет чрезвычайно высокие требования к скорости отклика и точности синхронизации двигателей.
Чтобы преодолеть указанные физические ограничения, команда разработчиков Legacy V2 оснастила каждый колёсный модуль двигателями CubeMars AK Series, создав высокогибкую систему независимого управления четырьмя колёсами.
Ключевые преимущества системы:
Высокая плотность мощности для идеальной интеграции в колёсные модули: Независимое управление четырьмя колёсами означает, что каждый колёсный модуль должен включать как приводной, так и рулевой механизм, поэтому доступное пространство крайне ограничено. Двигатели CubeMars AK объединяют бесщёточный двигатель, редукторный механизм и драйвер в компактной конструкции, обеспечивая при этом высокий крутящий момент. Такая высокая плотность мощности позволяет легко интегрировать двигатели в колёсные модули без значительного увеличения неподрессоренной массы, обеспечивая отличную проходимость и адаптацию к различным условиям поверхности.
Точное управление положением и скоростью для идеальной синхронизации нескольких осей: Основные алгоритмы всенаправленного движения, такие как боковое движение «крабом» и вращение на месте, основаны на кинематических расчётах. Однако ключевым условием практической реализации является точная синхронизация углов поворота и скоростей вращения всех четырёх колёс. Двигатели CubeMars оснащены встроенными энкодерами высокой точности, поддерживают высокочастотную связь по CAN-шине и используют алгоритмы управления FOC. Это позволяет с минимальной задержкой точно выполнять команды положения и скорости от главного контроллера, обеспечивая плавное и стабильное выполнение сложных траекторий движения.
Высокая проходимость и надёжность при нагрузках: Как исследовательская машина, платформа должна не только «умно двигаться», но и обеспечивать стабильную работу. Двигатели серии AK обладают высокой перегрузочной способностью и устойчивостью к ударным нагрузкам. Даже в неструктурированных условиях, таких как грязь, гравий и сложный рельеф, они обеспечивают непрерывную и надёжную подачу мощности для системы независимого управления четырьмя колёсами.
В этом видео вы можете увидеть передовые возможности мобильности исследовательской платформы Legacy V2 с двигателями CubeMars:
Боковое перемещение (режим «краб»): Все четыре колеса устанавливаются под одинаковым углом, позволяя шасси двигаться вбок в узкие проходы без изменения направления движения автомобиля.
Вращение на месте с нулевым радиусом: Четыре колеса поворачиваются под симметричными углами относительно центра, позволяя платформе точно вращаться вокруг собственной оси и легко преодолевать ограниченные пространства.
Диагональное движение и гибкое объезжание препятствий: Шасси динамически регулирует угол каждого колеса, позволяя проходить через сложные препятствия по оптимизированной траектории.
Q1: Какие специальные требования предъявляются к двигателям при разработке шасси с независимым управлением четырьмя колёсами (4WS)?
A: Главная сложность заключается в разделении и координации функций рулевого управления и привода.
Двигатели должны обеспечивать:
Чрезвычайно быструю динамическую реакцию
Точное управление положением с обратной связью
Высокочастотные интерфейсы связи (например, CAN FD или высокоскоростной CAN)
Это гарантирует, что исполнительные механизмы нижнего уровня не станут узким местом по задержке при выполнении сложных кинематических расчётов контроллером шасси.
Серия CubeMars AK специально разработана для подобных высокоточных систем управления мобильными платформами.
Q2: Для каких коммерческих или исследовательских задач подходит такая всенаправленная мобильная платформа?
A: Она особенно подходит для сценариев, где требуется высокая манёвренность в ограниченном пространстве, включая:
Инспекционные роботы для узких сред, таких как трубопроводы, внутренние помещения судов и зоны между складскими стеллажами
Специализированные поисково-спасательные исследовательские машины
Сельскохозяйственные платформы для сбора урожая в садах
Исследовательские и испытательные платформы динамики многоосевых транспортных систем в университетах и научных учреждениях
Будь то исследовательский вездеход с независимым управлением четырьмя колёсами, AGV с колёсами Mecanum или сложная специализированная роботизированная платформа — CubeMars предлагает высокоинтегрированные миниатюрные приводные решения с быстрым откликом.
[Узнать больше о модулях актуаторов CubeMars AK Series]
