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• 關鍵詞： 麥克納姆 全向車 控制平臺
• 摘要：麥克納姆全向車移動平臺采用4個麥克納姆輪獨立驅動，通過輪子之間的轉速和轉向的組合，可以以任意姿態（直行、橫行、360度任意方向斜行、原地旋轉、各種連續曲線等）在二維平面內移動，運動靈活、平穩。可以實現精準的速度控制和位置控制。

MOTEC麥克納姆全向車控制平臺

1.系統功能介紹

　　麥克納姆全向車移動平臺采用4個麥克納姆輪獨立驅動，通過輪子之間的轉速和轉向的組合，可以以任意姿態（直行、橫行、360度任意方向斜行、原地旋轉、各種連續曲線等）在二維平面內移動，運動靈活、平穩。可以實現精準的速度控制和位置控制。

　　麥克納姆全向車移動平臺分為重載搬運平臺、精確裝配平臺、檢修平臺、智能移動平臺等，用于各種生產線上的自動搬運、精確裝配等工作。其主要特點有：

- 運動靈活：采用多個麥克納姆輪的聯動控制技術，實現平臺360度全向移動以及原地旋轉等動作；

- 控制精準：可采用遙控、自動導航等方式，實現對裝備的運動速度和移動位置進行精準控制；

- 智能化：可選配多種定位及導航方式，從而實現AGV的自主運行功能。用戶可根據自身需求選用電磁、光電、手動操縱桿操作、無線操作等操作方式。結合超聲、激光障礙物檢測技術的應用，實現沿預定路線自動運送物料、自主定位數字化輔助裝配等功能，安全可靠。

2. 驅動/控制系統構架

2.1系統構架

　　基于MOTEC所提供的內置麥克納姆全向車控制算法的控制器和MOTEC智能型驅動器，可以搭建靈活自如的全向車系統，如圖1所示。MOTEC麥克納姆全向車控制系統集成了麥克納姆全向車運動算法、電機運動控制軌跡規劃算法、通訊命令處理、I/O口（包括超聲和紅外傳感器）、方位傳感器、陀螺儀等接口。操作方式有手操器、PC操作、磁條導航、光電導航、自動導航等。用戶也可以利用無線模塊建立操作器和麥克納姆全向車控制系統之間進行連接，從而實現全向車在360度任意角度的速度運動、位置運動、原地轉向等動作的控制。

圖1. MOTEC方案一：全套解決方案

用戶可以選擇如圖1所示的全套控制和驅動的系統方案，也可以利用MOTEC智能型驅動器和自己的控制器構建控制系統。控制器和驅動器之間的連接方式可以選擇有線連接或無線連接，分別如圖2和圖3所示。

圖2. MOTEC方案二：驅動傳動解決方案

驅動器通過電纜連接到用戶的控制系統。

有線連接：

- RS232/RS485/CAN總線；

- 模擬量信號；

- 脈沖信號；

- PWM占空比信號；

圖3. MOTEC方案三：無線控制解決方案

驅動器通過無線模塊連接到用戶的控制系統。

無線連接：

- RS232/RS485/CAN總線；

- 無線信號可以采用Zigbee、Wifi等；

2.2電機及驅動系統選擇

　　關于控制系統，用戶可以根據需要選擇自己的控制器或者是MOTEC的控制器。另外，用戶也可以根據麥克納姆全向車的用途、使用場所、負載重量、運動速度、運動精度等要求選擇不同種類的電機和驅動器。MOTEC能提供全方位的驅動器解決方案，如下：

步進驅動系統：

- 分為2相步進和3相步進驅動系統。主要適合于對成本比較敏感，而且對車輛的過載、加速度和速度要求不高的場合。MOTEC可以提供12VDC到80VDC的智能型和標準型驅動器。

空心杯驅動系統：

- 空心杯電機和驅動器具有體積小、效率高、噪聲小、響應快的特點，適合于超小型車的應用。MOTEC能提供12VDC到48VDC的空心杯電機和智能型驅動系統。

低壓直流驅動系統：

- 直流伺服系統具有較寬的直流工作電壓，電機和驅動器的選擇范圍較寬，而且具有過載能力好，噪聲小等特點。MOTEC能提供12VDC到180VDC的直流電機和驅動器，額定電流可達150Amps。

交流伺服系統：

- 交流伺服系統供電方式為220VAC或380VAC。由于供電方式的不便，所以我們不推薦該方案。但如果客戶需要，MOTEC有全系列的智能型交流驅動器供用戶選擇。

MOTEC所有的智能型驅動器都支持RS232/RS485/CAN總線的通訊方式，并支持模擬量控制模式和脈沖控制模式，能用于精確的位置、速度和電流控制。

2.3支持的功能

　　MOTEC麥克納姆全向車控制系統支持的主要功能如下：

- 360度全向運動（運動方式可以是位置控制也可以是速度控制）；

- 車輛原地360度正反向轉向；

- 無論是位置控制模式還是速度控制模式，車輛可以在行進過程中隨時改變進行的目的位置和運動速度；

- 集成超聲和紅外等接口，輕松實現防碰撞功能；

- 集成多種保護報警功能，如過流、過壓、速度超差、位置超差、溫度過高等；

- 集成并可定制各種導航功能；

2.4運動指令

　　用戶通過標準指令的發送即可實現對麥克納姆車各種運動的控制，系統軟件中具有前進、后退、轉向、停止、急停等各類豐富的指令。指令格式如下表所示(以下為典型指令舉例，更詳細的指令請和MOTEC的技術人員聯系)：

3. 系統定制及服務

　　由于用戶的需求通常是千變萬化的，所以MOTEC除了提供標準的解決方案之外，還為用戶提供定制化解決方案。定制方案包括機械平臺的定制、驅動控制系統的定制以及運動控制及導航算法的控制方案。

3.1機械平臺定制

　　我們具有一支經驗豐富的機械設計團隊，可根據客戶的運動控制要求，為客戶提供幾十公斤到50噸的機械運動平臺。

3.2 驅控系統定制

　　由于驅動、控制等均為我公司自主研發，所以我們可以根據客戶的特殊需求，定制符合客戶的電機、驅動器、控制系統等。