एक मोबाइल रोबोट के "लोकोमोशन जीन" उसके चेसिस आर्किटेक्चर के भीतर गहराई से छिपे होते हैं, चाहे रैक के माध्यम से चलना हो, गोदाम के घने गलियारों से गुज़रना हो या कीचड़ भरे, ऊबड़-खाबड़ खुले गड्ढे वाले इलाके में चलना हो, चेसिस ड्राइव मॉडल की पसंद सीधे रोबोट की गति को परिभाषित करती है। दो व्हील डिफरेंशियल ड्राइव की न्यूनतमता से लेकर एजीवी ड्राइव व्हील के सटीक नियंत्रण तक, ट्रैक की शक्तिशाली बाधा शक्ति से लेकर सर्वदिशात्मक पहियों के सुंदर अनुवाद तक, प्रत्येक चेसिस प्रकार यांत्रिक डिजाइन, नियंत्रण एल्गोरिदम और दृश्य आवश्यकताओं के बीच एक समझौते को दर्शाता है। तकनीकी सिद्धांतों पर आधारित और उद्योग मामले के अध्ययन के साथ सचित्र, यह आलेख मुख्यधारा चेसिस आर्किटेक्चर की प्रदर्शन विशेषताओं और अनुकूलन तर्क को व्यवस्थित रूप से तोड़ता है, जिससे निर्णय निर्माताओं और डेवलपर्स को स्पष्ट संदर्भ मिलता है।
I. दो-पहिया डिफरेंशियल चेसिस: कम लागत वाली इंडोर नेविगेशन का आधार
दो पहिये वाला अंतर मॉडल बाएँ और दाएँ पहियों के स्वतंत्र गति नियंत्रण पर निर्भर करता है। विभेदक समीकरणों का उपयोग करना
(v=VL+VR2v=2VL+VR, ω=VR−VLlω=lVR−VL)
यह यांत्रिक स्टीयरिंग तंत्र के बिना स्टीयरिंग प्राप्त करता है। इसकी संरचनात्मक सादगी और कम लागत इसे इनडोर सर्विस रोबोट के लिए उपयुक्त बनाती है। उदाहरण के लिए, इकोवाक्स DEEBOT हालाँकि, इसकी कम - बाधित प्रकृति (कोई पार्श्व गति नहीं) पथ योजना को जटिल बनाती है, और ओडोमेट्री बहाव की भरपाई LiDAR {{8} SLAM या दृश्य {{9} जड़त्वीय संलयन के माध्यम से की जानी चाहिए। हाल की उन्नतियों जैसे डायनेमिक टॉर्क डिस्ट्रीब्यूशन एल्गोरिदम और अनुकूलित अनस्प्रंग मास डिजाइनों ने टाइलों या कालीन वाले फर्शों पर एंटी-स्लिप प्रदर्शन में काफी सुधार किया है।
द्वितीय. फोर-व्हील डिफरेंशियल चेसिस: उबड़-खाबड़ इलाके के लिए "मैकेनिकल बीस्ट"।
एक चार {{0}पहिया स्वतंत्र -} ड्राइव मॉडल दुर्जेय भू-भाग अनुकूलनशीलता प्राप्त करने के लिए वितरित मोटर नियंत्रण का उपयोग करता है। क्लियरपाथ रोबोटिक्स के हस्की मानव रहित ग्राउंड वाहन को लें: प्रत्येक हब में 1,200 एनएम पीक टॉर्क में सक्षम एक इलेक्ट्रिक मोटर होती है, जो 40 डिग्री ढलान पर चढ़ने और 25 सेमी खाइयों को पार करने के लिए एक केंद्रीय अंतर लॉक और समायोज्य निलंबन के साथ जोड़ी जाती है। चूंकि स्टीयरिंग अलग-अलग पहिया गति (कोई यांत्रिक स्टीयरिंग लिंकेज नहीं) द्वारा प्राप्त की जाती है, यांत्रिक नुकसान कम हो जाते हैं {{8}लेकिन नियंत्रण एल्गोरिदम को स्लिप प्रेरित प्रक्षेपवक्र त्रुटियों को रोकने के लिए वास्तविक समय में चार-पहिया गति और स्टीयरिंग कीनेमेटिक्स को हल करना होगा। कृषि में, जॉन डीयर का स्वायत्त ट्रैक्टर फसल पंक्तियों के बीच सेंटीमीटर स्तर की सटीकता प्राप्त करने के लिए आरटीके जीएनएसएस स्थिति के साथ चार पहिया अंतर ड्राइव का लाभ उठाता है।
तृतीय. एकरमैन चेसिस: उच्च गति परिदृश्यों के लिए "पारंपरिक अन्वेषक"
पारंपरिक ऑटोमोटिव स्टीयरिंग ज्योमेट्री के आधार पर, एकरमैन मॉडल पार्श्व फिसलन को कम करने के लिए बाहरी व्हील की तुलना में बड़े आंतरिक व्हील स्टीयरिंग कोण का उपयोग करता है, रियर व्हील ड्राइव सुचारू प्रणोदन प्रदान करता है। TuSimple के सेल्फ-ड्राइविंग ट्रक 80 किमी/घंटा पर 15 मीटर टर्निंग रेडियस प्राप्त करने के लिए अनुकूलित एकरमैन ज्यामिति को अपनाते हैं। हाल के विकासों में {{7}स्टीयर द्वारा {{9}वायर (SBW) को रियर के साथ एकीकृत किया गया है {{10}व्हील एक्टिव स्टीयरिंग (RWS) के साथ {{11}प्रमुख हैं: मर्सिडीज़ -बेंज़ eActros ट्रक टर्निंग रेडियस को 20% तक कम करने के लिए 5 डिग्री के रियर स्टीयरिंग कोण का उपयोग करते हैं, जो टाइट लोडिंग के लिए महत्वपूर्ण है {{15}डॉक युद्धाभ्यास। फिर भी, सभी गैर-होलोनोमिक प्रणालियों की तरह, वास्तविक पार्श्व अनुवाद अभी भी अनुपस्थित है और इसे उच्च-स्तर की पथ योजना में संबोधित किया जाना चाहिए।
चतुर्थ. मेकनम-व्हील चेसिस: तंग स्थानों का "ओमनी{2}}भूत"
प्रत्येक पहिये के चारों ओर 45 डिग्री रोलर्स लगाकर, एक मेकनम चेसिस पूर्ण समतलीय सर्वदिशात्मक गति प्राप्त करता है। प्रत्येक पहिये को युग्मित पैटर्न में आगे या पीछे घूमना चाहिए। KUKA का ओमनीमूव AGV इसका उपयोग बहु-टन विमान भागों को उठाने और उन्हें असेंबली हॉल में 0.1 मिमी परिशुद्धता के साथ रखने के लिए करता है। हालाँकि, रोलर घिसाव एक महत्वपूर्ण मुद्दा है: 2,000 घंटे के निरंतर संचालन के बाद, स्थिति संबंधी त्रुटियाँ 3 मिमी से अधिक हो सकती हैं, जिसके लिए नियमित अंशांकन और ऑनलाइन घर्षण गुणांक अनुमान की आवश्यकता होती है।
वी. सर्वदिशात्मक-व्हील चेसिस: सटीक सेटिंग में "डस्ट{2}}फ्री डांसर"
सच्चे सर्वदिशात्मक पहिये व्हील हब के लंबवत रोलर्स लगाते हैं, जो पूरी तरह से एक्स/वाई गति को अलग करते हैं। निकॉन के सेमीकंडक्टर {{1}फ़ैक्टरी सामग्री {{2}हैंडलिंग रोबोट क्लीनरूम में कंपन मुक्त पार्श्व अनुवाद करने के लिए तीन {{3}पहिया, 120 डिग्री लेआउट का उपयोग करते हैं जो वेफर्स की रक्षा करते हैं। मेकेनम की तुलना में, पेलोड क्षमता कम है (आमतौर पर <500 किग्रा) लेकिन जमीन की समतलता सहनशीलता अधिक है। नियंत्रण स्तर पर, ऑनबोर्ड गणना पर उच्च मांग रखते हुए, सटीक व्हील-स्पीड वैक्टर को संश्लेषित करने के लिए व्युत्क्रम किनेमेटिक्स मैट्रिक्स को हल किया जाना चाहिए।
VI. एजीवी ड्राइव-व्हील चेसिस: औद्योगिक लॉजिस्टिक्स में "ऑल-राउंड परफॉर्मर"
एजीवी ड्राइव व्हील ड्राइव और स्टीयरिंग को एक ही मॉड्यूल में एकीकृत करता है, जिससे प्रत्येक व्हील के कोण और गति को होलोनोमिक गति के लिए स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जा सकता है:
चार एजीवी ड्राइव पहिये: सियासुन की एचसीआर श्रृंखला शून्य {{0}रेडियस टर्निंग और लेटरल ड्रिफ्टिंग का समर्थन करती है, जो ऑटोमोटिव संयंत्रों में उच्च {{1}डायनामिक लाइन {{2}साइड डिलीवरी के लिए आदर्श है।
दोहरी एजीवी ड्राइव पहिये: गीक+ का P800 रोबोट चार पहिया सिस्टम की तुलना में 40% कम लागत पर 3.5 मीटर चौड़े गलियारों में 10 सेमी पोजिशनिंग सटीकता प्राप्त करता है।
सिंगल एजीवी ड्राइव व्हील: हिकविजन की एमवी श्रृंखला प्रतिसंतुलित फोर्कलिफ्ट असमान फर्श पर कर्षण बनाए रखने के लिए "क्रैंक{0}}लिंक" डिज़ाइन का उपयोग करती है।
वर्तमान रुझान अल्ट्रा{{0}स्लिम और उच्च{{1}पावर{{2}घनत्व मॉड्यूल{{3}पर ध्यान केंद्रित करते हैं, उदाहरण के लिए, जियाटेंग का वी{{4}आकार का ड्राइव व्हील केवल 85 मिमी मोटा है, फिर भी 1.2 टन भार संभालता है।
सातवीं. ट्रैक्ड चेसिस: एक्सट्रीम टेरेन के लिए "सर्वाइवल एक्सपर्ट"।
स्टील या रबर की पटरियाँ बड़े क्षेत्रों में ज़मीन का दबाव फैलाती हैं, जो दलदल, बर्फ और रेत में उत्कृष्ट होती हैं। रूस का यूरेन -6 डिमाइनिंग रोबोट बजरी या मिट्टी के अनुकूल होने के लिए एक समायोज्य ट्रैक {5}टेंशनर का उपयोग करता है, जिससे स्लिप दर 5% से कम रहती है। हालाँकि, ट्रैक स्टीयरिंग सीधी लाइन गति की तुलना में तीन गुना अधिक ऊर्जा की खपत करता है, और इनडोर ग्राउंड सतहों को नुकसान का जोखिम होता है। हाइब्रिड चेसिस (ट्रैक + पहिए) एक समझौता प्रदान करते हैं: चाइना इलेक्ट्रॉनिक्स टेक्नोलॉजी ग्रुप का "किलिन" रोबोट राजमार्ग की गति और ऑफ-रोड बाधा पर विजय प्राप्त करने के बीच हाइड्रोलिक्स के माध्यम से स्विच करता है।
निष्कर्ष
दो {{0}पहिया अंतर की सरलता से लेकर मल्टी{1}एजीवी ड्राइव{{2}व्हील होलोनॉमिक्स की परिशुद्धता तक, मोबाइल{3}रोबोट चेसिस मैकेनिक्स, इलेक्ट्रॉनिक्स और एआई को मिलाने वाले बुद्धिमान निकायों में विकसित हुए हैं। डेवलपर्स को केवल विशिष्टताओं से परे जाना चाहिए और परिदृश्य के आधार पर निर्णय लेना चाहिए: चाहे आवश्यकता मिलीमीटर स्तर की पार्श्व परिशुद्धता की हो या किलोमीटर स्तर की सहनशक्ति की हो; मजबूत प्रभाव प्रतिरोध या अधिकतम स्थानिक दक्षता। केवल चेसिस आर्किटेक्चर को परिचालन तर्क से मिलान करके ही रोबोट की पूरी क्षमता को उजागर किया जा सकता है। और जबकि "एक{9}चेसिस{{10}सभी के लिए उपयुक्त" अवधारणा भविष्य की सामग्री के साथ आ सकती है और सफलताओं को आगे बढ़ा सकती है, आज की महारत प्रत्येक समाधान की सीमाओं को जानने की मांग करती है।
