THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BÁNH XE ĐA HƯỚNG MECANUM BẰNG CÔNG NGHỆ IN 3D ỨNG DỤNG CHO ROBOT TỰ HÀNH

Nguyễn Vôn Dim; Trần Xuân Trọng

doi:10.34238/tnu-jst.5716

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BÁNH XE ĐA HƯỚNG MECANUM BẰNG CÔNG NGHỆ IN 3D ỨNG DỤNG CHO ROBOT TỰ HÀNH

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 18/03/22 Ngày hoàn thiện: 12/05/22 Ngày đăng: 19/05/22

Các tác giả

1. Nguyễn Vôn Dim , Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông – ĐH Thái Nguyên
2. Trần Xuân Trọng, Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông – ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Công nghệ in 3D là một công nghệ sản xuất tiên tiến được sử dụng để chế tạo các chi tiết bằng cách xếp từng lớp vật liệu trực tiếp từ dữ liệu thiết kế CAD (Computer Aided Design). Trong đó, phương pháp FDM (Fused Deposition Modeling) là một trong những phương pháp phổ biến nhất cho các ứng dụng kỹ thuật. Mặt khác, các robot tự hành di chuyển đa hướng bằng bánh xe mecanum đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp, lưu trữ, vận chuyển và các dịch vụ xã hội. Tuy nhiên, nhược điểm của bánh xe đa hướng mecanum là kết cấu thiết kế phức tạp, nhiều chi tiết riêng lẻ dẫn đến khó chế tạo. Nội dung bài báo trình bày về đề xuất thiết kế cho chế tạo bằng in 3D (Design for Additive Manufacturing) đối với bánh xe đa hướng mecanum hoàn toàn bằng công nghệ in 3D FDM, sử dụng vật liệu chế tạo là nhựa PLA. Bánh xe được thiết kế bằng phương pháp mô hình hóa, mô phỏng trên máy tính kết hợp phương pháp thực nghiệm. Sau đó, bánh xe mecanum đã chế tạo bằng in 3D được thử nghiệm ứng dụng cho robot tự hành. Kết quả thực nghiệm khi dùng bánh xe mecanum in 3D đáp ứng yêu cầu di chuyển linh hoạt và hiệu quả khi đi theo các quỹ đạo phức tạp.

Từ khóa

Bánh xe đa hướng; Bánh xe Mecanum; Robot tự hành; In 3D; Thiết kế cho chế tạo

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] T. H. Y. Zhang, "Research on a Tracked Omnidirectional and Cross-Country Vehicle," Mechanism and Machine Theory, vol. 87, pp. 18-44, 2015.

[2] I. D. F. Adascalitei, "Practical Applications for Mobile Robots based on Mecanum Wheels – a Systematic Survey," in International Conference On Innovations, Recent Trends And Challenges In Mechatronics, Mechanical Engineering And New High-Tech Products Development – MECAHITECH’11, 2011.

[3] J. B. Song and K. S. Byun, "Design and Control of a Four‐Wheeled Omnidirectional Mobile Robot with Steerable Omnidirectional Wheels," Journal of Robotic Systems, vol. 21, no. 4, pp. 193-208, 2004.

[4] I. Doroftei and S. Bogdan, "Design, modeling and control of an omni-directional mobile robot," Solid State Phenomena, vol. 166, pp. 173-178, 2010.

[5] I. Doroftei, V. Grosu and V. Spinu, Omnidirectional mobile robot-design and implementation, INTECH Open Access Publisher, 2007.

[6] S. L. Dickerson and B. D. Lapin, "Control of an omni-directional robotic vehicle with Mecanum wheels," NTC '91 - National Telesystems Conference Proceedings, 1991, pp. 323-328, doi: 10.1109/NTC.1991.148039.

[7] S. D. Kamdar, "Design and manufacturing of a Mecanum wheel for the magnetic climbing robot," Embry-Riddle Aeronautical University, Daytona Beach, Florida, 2015.

[8] A. E. Costa, A. F. da Silva, and O. S. Carneiro, "A study on extruded filament bonding in fused filament fabrication," Rapid Prototyping Journal, vol. 25 no. 3, pp. 555-565, 2019, doi: 10.1108/RPJ-03-2018-0062

[9] A. Ramirez-Serrano, R. Kuzyk, and G. Solana, "Elliptical Double Mecanum Wheels for Autonomously Traversing Rough Terrains," IFAC Proceedings Volumes, vol. 43, no. 16, pp. 7-12, 2010.

[10] A. Gfrerrer, "Geometry and kinematics of the Mecanum wheel," Computer Aided Geometric Design, vol. 25, no. 9, pp. 784-791, 2008.

[11] J. C. Middleton and A. J. Tipton, "Synthetic biodegradable polymers as orthopedic devices," Biomaterials, vol. 21, no. 23, pp. 2335-2346, 2000.

[12] G. L. Fiore, F. Jing, V. G. Young, C. J. Cramer, and M. A. Hillmyer, "High T g aliphatic polyesters by the polymerization of spirolactide derivatives," Polymer Chemistry, vol. 1, no. 6, pp. 870-877, 2010.

[13] R. A. Giordano, B. M. Wu, S. W. Borland, L. G. Cima, E. M. Sachs, and M. J. Cima, "Mechanical properties of dense polylactic acid structures fabricated by three dimensional printing," Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition, vol. 8, no. 1, pp. 63-75, 1997, doi: 10.1163/156856297X00588.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.5716

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ