選擇車輪需要考慮多種因素,如機器人的尺寸、重量、地形狀況、電機功率等等,當然,也需要考慮到美觀。
車輪重量與類型的關系
一般來說,機器人越重,要求車輪和履帶的結構越堅固。小于2磅的輕型機器人,可以使用軟性泡沫塑料車輪。
由于機器人的重量輕,軟性材料的變形還不至于太嚴重,而且能在摩擦力很小時工作良好。超過2磅的機器人,需要選用
質(zhì)地更為堅硬的材料做車輪,不充氣的中空橡膠輪胎能夠在6-10磅下工作。超過l0磅,就要考慮實心橡膠輪胎或者充
氣輪胎。而類似割草機的車輪,不管是實心的還是充氣的,在機器人的重量接近40磅的場合都可以成為選擇的方案。
機器人超過40磅時,可以考慮試用諸如小型機車輪、手推車輪,或者其他相似的高效率的充氣輪胎。
以上是一般性的建議,在某些特殊工作場合會有例外,比如通過增加靜摩擦或滾動摩擦來換取更好的牽引效果,而又
不太在意磨損的應用場合。如果輕型機器人驅(qū)動電機的功率較小,便可以使用硬橡膠輪胎以減少滾動摩擦。還有另一種
例外,就是有意讓輪子和標準鉛垂面之間形成一個角度,這個措施能削弱機器人由于電機未被妥善緊固而造成的偏離行進
方向的傾向。為此輪胎的質(zhì)地需要更為堅硬,因為此時只是借助輪胎的某個側面來運動,而非整個底面。機器人運動時,
需要考慮輪胎材料以及輪胎受到的壓力和拉力。
地形條件與車輪材料耐磨焊條
首先觀察一下在不同路面上移動時汽車和自行車的車輪。路面平整時常使用充氣輪胎,這時輪胎不會發(fā)生嚴重變
形。而駕車外出或在山路上騎車時應減少輪胎的充氣量。一般來說,在光滑表面使用堅硬的或充氣很足的輪胎,在崎嶇路
面使用扁平的軟性輪胎以便獲得在不確定路面下良好的牽引效果。對機器人來說選用輪胎的方法與此類似,可以概括為
高摩擦表面使用低摩擦性能的輪胎,低摩擦表面使用高摩擦性能的輪胎。
在崎嶇的路面,車輪需要更具有附著力的輪胎面,它更能適應地形增加摩擦力。路面光滑時,使用光滑的胎面以增加
車輪與路面間的接觸面積。但如果在光滑的路面上有碎屑和塵土,就需要在輪胎上做出一些特殊的紋路,以增加對運動表
面的壓力,降低塵土對車輪的影響。路面潮濕時也要求輪胎上有凹槽,這樣既有利于排水又可以增加摩擦力,或者說對地
面的附著力
有些材料在不同路面上使用時性能的差別很大,一定要仔細選擇。往往需要進行試驗,以找到能滿足路面條件要求
的最合適的材料。在同樣的路面使用不同的輪胎也會表現(xiàn)出不一樣的性能。例如沙地,接觸面狹窄時,牽引力很小;接觸
面積很大時它卻能獲得高的牽引力。因此在沙地上運動時,應該使用寬輪胎,因為窄輪胎會陷進去。但是寬輪胎摩擦系
數(shù)更高,需要更多能量來驅(qū)動它。為了在這對矛盾中尋求最優(yōu)解就需要進行試驗,以獲得輪胎寬度的合適范圍。
(審核編輯: 林靜)
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