Slip Analysis and Experimental Verification for an Omni-Directional Mobile Robot based on Mecanum Wheels

Q: 이 논문에서 정의한 슬립 현상이란 무엇인가?

메카넘휠 기반 전방향 이동로봇이 전방향 이동을 구현하는 과정에서 불필요하게 발생하는 미끄러짐 현상을 의미한다. 이는 특히 측면 이동 시 서브 롤러에서 두드러지게 나타나며, 결과적으로 로봇의 궤적 추종 오차를 유발하는 핵심 원인이 된다.

Q: 메카넘휠 기반 전방향 이동로봇의 슬립 현상을 줄이기 위한 핵심 방안은 무엇인가?

연구 결과, 서스펜션 메커니즘을 적용하여 네 바퀴에 지면 반력을 균일하게 분산시키는 것이 효과적이다. 이를 통해 불균등한 분력으로 인한 궤적 이탈을 방지하고, 서브 롤러의 슬립 현상을 감소시켜 전반적인 궤적 추종 성능을 향상시킬 수 있다.

김설하; 이청화; 주백석

doi:10.7736/JKSPE.019.082

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김설하 (금오공과대학교) 이청화 (금오공과대학교) 주백석 (금오공과대학교)

저널정보: Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.37 No.1

발행연도: 2020.1

수록면: 35 - 42 (8page)

DOI: 10.7736/JKSPE.019.082

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In this study, slip phenomenon that occurs during trajectory tracking motion of an omni-directional mobile robot based on Mecanum wheels was analyzed. Mecanum wheels which generate the omni-directionality to the mobile robot comprise a centered rim wheel and passive sub-rollers. In forward and backward motion, they function like usual wheels to enable rolling along the ground. However, in sideways motion, they create lateral motion of the mobile robot from the rotational actuation using their peculiar structural configuration, during which slip of the sub-rollers occurs. Unnecessary over-slip of the sub-rollers causes tracking errors of the mobile robot motion. To analyze the properties and reasons for the slip phenomenon, squared and circular trajectory tacking experiments were performed. From the experiments, it was observed that sideways motion generated respectively larger tracking errors than forward and backward motion. The geometric analysis regarding the tracking error generation was discussed using the Mecanum wheel structure. Finally, it was confirmed that suspension mechanism to provide four Mecanum wheels of the mobile robot with even reaction forces on the ground is necessary.

#Mecanum wheel(메카넘휠) #Omni-directional mobile robot(전방향 이동로봇) #Slip phenomenon(슬립 현상) #Suspension(서스펜션) #Error improvement(오차 개선)

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