Qu’est-ce qu’une omni-roue ?
Une omni-roue est une roue qui peut se déplacer dans n’importe quelle direction et qui se compose d’une partie rotative principale sur le corps et d’une partie rotative passive constituée de rouleaux situés sur le cercle extérieur du corps.
Elle est généralement utilisée comme un ensemble de trois roues ou un ensemble de quatre roues. Par rapport aux configurations de roues équipées de pneus et de dispositifs de direction et autres, comme dans les automobiles, le mécanisme de mouvement est plus simple et donc mieux adapté à la réduction de la taille et du poids.
Utilisations des omni-roues
Les omni-roues sont principalement utilisées comme mécanismes de déplacement pour les robots et les chariots. Comme elles peuvent se déplacer dans des espaces confinés, elles sont souvent utilisées comme robots de transport sans pilote dans les usines et les entrepôts, et comme fauteuils roulants dans les environnements intérieurs tels que les hôpitaux.
Les omni-roues en tant que robots de transport sans conducteur comprennent également les robots dotés d’une fonction de suivi humain équipée d’un capteur. Comme elles peuvent être déplacées avec des équipements de travail, elles peuvent être utilisées à la fois comme chariot et comme plate-forme de travail.
Principe de l’omni-roue
Une omni roue est une roue qui transmet la force motrice d’un moteur dans le sens vertical et tourne dans le sens horizontal par un mécanisme libre sans force motrice propre. La rotation et le mouvement parallèle dans toutes les directions sont rendus possibles en ajustant le contrôle de la vitesse de chaque moteur en fonction de l’adhérence de l’omni-roues sur la surface de la route.
Elles sont généralement utilisées en ensembles de trois ou quatre roues. Les caractéristiques de chacun d’entre eux sont énumérées ci-dessous.
1. Configuration à trois roues
Par rapport à une configuration à quatre roues, une configuration à trois roues présente l’avantage d’avoir un système d’entraînement en moins, ce qui signifie qu’elle peut être plus petite et plus légère. Cependant, la quantité de mouvement dans n’importe quelle direction est la force combinée des vecteurs, de sorte que, selon le revêtement de la route, la rectitude du véhicule peut se dégrader.
2. Configuration à quatre roues
Avec une configuration à quatre roues, le mouvement dans les directions avant-arrière et gauche-droite est le même que celui d’une voiture équipée de pneus normaux, de sorte que l’on peut s’attendre à un degré élevé de rectitude. En revanche, comme le système d’entraînement compte un système d’entraînement de plus que dans la configuration à trois roues, le dispositif dans son ensemble est plus grand et plus lourd, ce qui est un inconvénient.
Caractéristiques des omni roues
Avantages
- Elles peuvent tourner sur place et se déplacer parallèlement dans toutes les directions.
- Le système d’entraînement peut être configuré comme une roue avec un minimum de trois roues, ce qui simplifie le mécanisme de mouvement par rapport aux entraînements à quatre roues et le rend plus petit et plus léger.
- Moins de vibrations pendant le fonctionnement.
Il existe une grande différence entre les robots mobiles : les robots à deux roues “se déplacent toujours vers l’avant tout en changeant la direction du mouvement vers la cible”, tandis que les robots à roues multiples “se déplacent toujours parallèlement à la cible dans une direction fixe”.
Cela signifie que la roue omnidirectionnelle élimine la procédure de “déplacement après un changement de direction”, ce qui constitue un grand avantage pour le “déplacement rapide sur la plus courte distance”.
Étant donné que l’omni-roue présente un tel avantage en termes de rapidité de déplacement, de nombreux robots destinés à des concours de robots, dans lesquels le temps pour atteindre l’objectif, etc. est pris en compte, sont équipés d’un mécanisme de déplacement utilisant l’omni-roue.
Il n’existe pas de structure de composants fixe pour les omni-roues, et le nombre et l’angle des rouleaux disposés dans les pièces rotatives passives, ainsi que les matériaux utilisés, peuvent varier. Chaque omni-roues a son propre environnement spécialisé, sa propre application et sa propre capacité de charge, et il est donc nécessaire de choisir le bon modèle pour l’utilisation prévue.
Inconvénients
Les inconvénients des omni-roues sont qu’elles sont vulnérables aux chocs et à l’utilisation en extérieur. Cela est dû au principe de fonctionnement de l’omni-roue, et ces deux conditions sont causées par le problème de l’adhérence insuffisante au sol.
Autres informations sur les omni-roues
1. Comment les robots à quatre roues sont-ils contrôlés ?
Pour le type à quatre roues, quatre roues omnidirectionnelles sont montées tous les 90 degrés par rapport à la plate-forme de la machine. Chaque roue est équipée d’un moteur et la vitesse et le sens de déplacement de la plate-forme sont déterminés en envoyant des commandes indépendantes aux moteurs.
Par exemple, si la plate-forme doit se déplacer en ligne droite dans la direction X, elle doit être commandée de manière à ce que la somme des vecteurs vitesse de chaque omni roue dans la direction Y soit nulle.
2. Précautions lors du contrôle
Un point à noter lors du contrôle est qu’une adhérence insuffisante au sol entraînera le glissement des pneus. Si l’une des omni roues tourne au ralenti, la somme des vecteurs vitesse des omni roues s’écarte de la valeur attendue. Un mécanisme est nécessaire pour corriger les ordres donnés au moteur à chaque fois, par exemple en incorporant une commande par retour d’information.
La commande par rétroaction est une commande dans laquelle la sortie, la quantité de contrôle, est renvoyée à la valeur d’entrée et la valeur d’entrée est corrigée de manière à ce que la différence entre la sortie et l’entrée soit nulle. La commande est capable d’effectuer des corrections même en cas de perturbations telles que la marche au ralenti.