Durante lo sviluppo dei robot, una delle considerazioni più critiche è la selezione del piattaforma robotica, poiché il telaio costituisce spesso l'elemento fondamentale che determina le prestazioni complessive e gli ambiti di applicazione del robot.
Attualmente, i tipi di telaio più diffusi sul mercato sono classificati in base alla configurazione di trazione, tra cui Trazione a 2 ruote, Trazione a 4 ruote, Telaio Ackermann, piattaforma robotica 4WD-4WS e telaio cingolato. I diversi tipi di telaio offrono vantaggi specifici in termini di prestazioni, capacità di carico, capacità di superamento degli ostacoli, raggio di sterzata, capacità di controllo del carico e costo.
La scelta del telaio robotico adeguato è fondamentale nelle fasi iniziali di un progetto di robotica, poiché incide direttamente sul costo complessivo del progetto e sui risultati in termini di commercializzazione.
Questo articolo illustrerà diversi tipi comuni di telai per robot e guiderà i lettori nella scelta dell'opzione più adatta al loro progetto specifico attraverso un'analisi comparativa.
Panoramica rapida sulla classificazione delle piattaforme robotiche mobili in base ai diversi tipi di propulsione
| Modello di telaio | Tipo di trazione | Casi d'uso |
| Trazione differenziale a doppia ruota | Trazione a due ruote | AGV per interni |
| Trazione differenziale a quattro ruote | Trazione indipendente su quattro ruote | Veicolo senza pilota per terreni complessi |
| Modello Ackermann | Sterzata sulle ruote anteriori + trazione sulle ruote posteriori | Veicolo senza pilota per esterni |
| Ruota Mecanum | Trazione omnidirezionale a quattro ruote | Robot omnidirezionale a bassa velocità e breve raggio d'azione |
| Quattro ruote omnidirezionali | Trazione omnidirezionale a quattro ruote | Veicolo logistico per magazzino, ruota di trascinamento |
| Tre ruote omnidirezionali | Trazione omnidirezionale a tre ruote | Veicolo logistico per magazzino, ruota di trascinamento |
| Quattro ruote sterzanti | Trazione indipendente su quattro ruote + sterzo indipendente | Eccellente passabilità e capacità off-road |
| Doppie ruote sterzanti | Trazione indipendente su due ruote + sterzo | AGV a media portata |
| Ruota sterzante singola | Ruota sterzante singola | Trattore, carrello elevatore |
| Cingolato | Trazione a due ruote | Veicolo fuoristrada |
Piattaforma robotica a due ruote con differenziale
Principio di funzionamento del differenziale a due ruote:
Il Telaio robotico a due ruote motrici (abbreviato in 2WD) è dotato di un telaio a differenziale a due ruote con due ruote motrici situate su entrambi i lati del telaio. La velocità di ciascuna ruota è controllata in modo indipendente, il che consente di sterzare il telaio impostando velocità diverse per ciascuna ruota. In genere, il telaio è dotato di una o due ruote ausiliarie di supporto.
Quando entrambe le ruote motrici ruotano alla stessa velocità, il robot si muove in linea retta. Quando le velocità delle due ruote sono diverse, il robot ruota attorno a un punto centrale, riuscendo così a sterzare.
Pertanto, il telaio del robot a trazione 2WD riesce a eseguire varie curve e manovre di sterzata controllando la differenza di velocità tra le due ruote motrici.
Vantaggi e svantaggi dei robot a doppia ruota differenziale:
| Vantaggi | Svantaggi |
| Vantaggio in termini di costi: relativamente economico rispetto ad altri telai | Capacità di superamento ostacoli limitata, non adatto a terreni esterni complessi |
| Costi di manutenzione contenuti grazie al numero ridotto di componenti e alla facilità di installazione e manutenzione | Capacità di carico limitata, adatta a robot leggeri |
| Tecnologia matura, soluzione di azionamento consolidata, bassi costi di produzione | Direzione di movimento limitata, impossibilità di muoversi in tutte le direzioni |
| Sterzo flessibile, in grado di ruotare sul posto, adatto a terreni interni complessi | Scarsa stabilità, prestazioni insufficienti nelle applicazioni ad alta velocità |
Applicazioni del differenziale a due ruote:
| Scenario | Descrizione |
| Istruzione e ricerca scientifica | Diversi laboratori e università acquistano sistemi di trasmissione a doppia ruota differenziale come piattaforme di ricerca e formazione, poiché i telai a doppia ruota sono a basso costo e facili da integrare con sensori per la ricerca su navigazione e pianificazione del percorso. |
| Robot per la pulizia | Anche i robot per la pulizia domestica e commerciale utilizzano telai a doppia trazione, affidandosi alla rotazione su se stessi e al movimento flessibile per coprire più superfici da pulire. |
| Robot di servizio | I robot di guida nei centri commerciali e i robot per la consegna nei ristoranti sono realizzati con telai a trazione differenziale, che consentono loro di muoversi con flessibilità tra folle e tavoli. |
| Robot per le consegne in ambienti interni | Nelle scuole, negli ospedali e negli uffici, la maggior parte dei robot per la consegna di pacchi è prodotta con telaio a doppia trazione. |
Telaio robotico differenziale a quattro ruote
Principio di funzionamento del differenziale a quattro ruote:
Telaio robotico a quattro ruote motrici (abbreviato in 4WD), i telai a trazione integrale dispongono in genere di quattro motori indipendenti, con ciascuna ruota in grado di essere controllata autonomamente. La forza sterzante è generata dalla differenza di potenza tra i motori sinistro e destro. Una volta generata dai motori, la potenza passa attraverso un riduttore e viene infine trasmessa agli assi anteriore e posteriore sui lati sinistro e destro prima di raggiungere le ruote.
Quando tutte e quattro le ruote sono azionate in modo sincrono, mantengono tutte lo stesso angolo di sterzata e il telaio prosegue in linea retta. Quando le velocità dei lati sinistro e destro del veicolo differiscono, la sterzata è determinata dalla differenza di velocità tra i due lati.
Vantaggi e svantaggi dei robot a quattro ruote con differenziale telaio:
| Vantaggi | Svantaggi |
| Elevata capacità di carico: le quattro ruote motrici distribuiscono il peso, supportando un carico maggiore rispetto alla trazione a due ruote. | Elevata efficienza energetica: la trazione a quattro motori richiede una lunga durata della batteria. |
| Buona percorribilità: adatto a superfici interne e relativamente pianeggianti all'esterno, come pendenze e soglie basse. | Flessibilità di sterzata insufficiente: attrito elevato durante la rotazione sul posto, meno flessibile rispetto alla trasmissione differenziale a doppia ruota. |
| Buona stabilità: il supporto su quattro punti riduce l'inclinazione causata da terreni irregolari ed è meno soggetto a ribaltamenti e slittamenti rispetto alla trazione a due ruote, soprattutto in caso di pioggia. | Struttura complessa: rispetto ai telai con trasmissione a doppia ruota, la struttura è relativamente complessa. |
| Alimentazione uniforme: prestazioni affidabili in ambienti di trasporto e industriali. | Usura severa degli pneumatici: durante la rotazione sul posto, l'attrito tra pneumatici e terreno è elevato, con conseguente usura severa degli pneumatici. |
Applicazioni comuni della piattaforma robotica con trasmissione differenziale a quattro ruote:
| Scenario | Descrizione |
| Robot da trasporto | Utilizzato per la movimentazione dei materiali in officine o magazzini, in scenari indoor con requisiti di carico |
| Robot industriale per ispezione | Ispezioni in sottostazioni, fabbriche e magazzini |
| Robot di sicurezza per parcheggi | Ronde nei campus, ronde nei parchi, ecc. Nella maggior parte dei casi si utilizza la trazione a quattro ruote |
| Piattaforma di ricerca | Ricerca scientifica per lo studio di algoritmi e la ricerca in ambienti complessi |
Il modello della piattaforma robotica di Ackermann
Principio di funzionamento del telaio robotico Ackermann:
Il APiattaforma robotica Ackermann La struttura è simile a quella di un telaio automobilistico reale. Realizza una sterzata stabile utilizzando la differenza negli angoli di sterzata tra le ruote interne ed esterne, causata dalla differenza nei raggi di sterzata delle ruote sinistra e destra durante lo sterzo delle ruote anteriori. Questo viene utilizzato per controllare la direzione del movimento del veicolo, mentre il sistema di trazione posteriore a due ruote viene utilizzato per controllare la velocità. Il telaio Ackermann ha due modalità di combinazione: sterzo sulle ruote anteriori + trazione posteriore o sterzo sulle ruote anteriori + trazione integrale a quattro ruote indipendenti. La configurazione a trazione integrale a quattro ruote indipendenti è più costosa. Il vantaggio del telaio Ackermann a quattro ruote motrici rispetto al telaio Ackermann a due ruote motrici è che offre prestazioni più stabili in condizioni di pioggia o neve, poiché ogni ruota ha la propria forza motrice, con conseguente migliore trazione e stabilità.
Vantaggi e svantaggi della piattaforma Ackermann
| Vantaggi | Svantaggi |
| Simulazione realistica del veicolo: ampiamente utilizzata nella ricerca su guida intelligente e guida autonoma. | Raggio di sterzata ampio: non adatto alla guida su strade strette. |
| Buona stabilità ad alta velocità: più stabile rispetto alle trasmissioni differenziali ad alte velocità. | Struttura complessa: la struttura e il sistema di sterzo aumentano i costi di produzione e manutenzione. |
| Elevata efficienza energetica: riduce lo slittamento laterale delle ruote, abbassando efficacemente il consumo energetico e l'usura delle ruote. | Scarsa flessibilità: rispetto ai telai a due e quattro ruote motrici, il telaio Ackermann ha un raggio di sterzata ampio, non può ruotare sul posto e non può effettuare inversioni a U su strade strette. |
Scenari applicativi del telaio Ackermann
| Scenari | Descrizione |
| Piattaforme per veicoli autonomi | Ampiamente utilizzato nei veicoli di test autonomi per la verifica di algoritmi di pianificazione del percorso, percezione e controllo |
| Scenari agricoli | La maggior parte dei robot utilizzati per l'irrorazione delle colture nei campi e il trasporto della frutta nei frutteti si basa sulla struttura del telaio Ackermann. |
| Robot di sicurezza e ispezione | Grandi parchi industriali, porti e autostrade richiedono ambienti di ispezione rapida a lunga distanza |
Piattaforma robotica con ruote Mecanum
Principio di funzionamento
La ruota Mecanum è un tipo speciale di ruota costituita da un mozzo e da rulli: il mozzo funge da supporto strutturale principale per l’intera ruota, mentre i rulli sono piccole ruote passive montate sul mozzo. Sul mercato, l’angolo tra l’asse del mozzo e l’asse di rotazione dei rulli viene generalmente classificato in tre tipologie: 30 gradi, 45 gradi e 60 gradi. Il telaio richiede un allineamento parallelo o un’installazione a coppie per poter funzionare. Quando le quattro ruote vengono azionate a velocità e in direzioni diverse, il robot è in grado di muoversi in qualsiasi direzione.
| Direzione di movimento | Principio di implementazione | Diagramma del movimento |
| Movimento laterale | Le ruote sui lati sinistro e destro girano in direzioni opposte, mentre le ruote anteriori e posteriori girano nella stessa direzione. Nota: "stesso anteriore e posteriore" qui non significa che la direzione di rotazione delle ruote appaia esattamente identica a occhio nudo, ma piuttosto che la relazione di combinazione delle due ruote anteriori è la stessa della relazione di combinazione delle due ruote posteriori. Fare riferimento al diagramma a sinistra per la comprensione: Fila anteriore: una in avanti + una indietro Fila posteriore: anch'essa una in avanti + una indietro Il "motivo" delle file anteriore e posteriore è lo stesso, solo invertito tra sinistra e destra. |  |
| Movimento diagonale | Coordinando le quattro ruote con una determinata differenza di velocità, è possibile ottenere un movimento diagonale in qualsiasi direzione e angolo. | |
| Rotazione sul posto | Facendo girare le ruote sinistra e destra in direzioni opposte e le ruote anteriori e posteriori in direzioni opposte, è possibile ottenere una rotazione sul posto. | |
| Movimento in avanti o indietro | Ruotando le quattro ruote alla stessa velocità e nella stessa direzione, è possibile ottenere un movimento in avanti o all'indietro. |
Vantaggi e svantaggi delle ruote McNaughton
| Vantaggi | Svantaggi |
| Movimento omnidirezionale: può avanzare, indietreggiare, muoversi lateralmente, in diagonale e ruotare sul posto senza cambiare la direzione del veicolo, consentendo movimenti complessi. Adatto a lavorare in spazi ristretti (come il trasporto di materiali tra le linee di produzione in fabbrica). | Capacità di carico limitata: il funzionamento prolungato con carichi elevati può accelerare l'usura delle ruote, influendo sulla durata delle ruote stesse. |
| Elevata flessibilità: può rispondere rapidamente ai comandi e adattarsi ad ambienti dinamici e complessi, regolando flessibilmente il percorso durante l'evitamento degli ostacoli. | Costo elevato: il processo di produzione è altamente complesso e coinvolge più motori e sistemi di controllo, aumentando i costi complessivi |
| Buona stabilità: durante il trasporto di merci di valore o sensibili alle vibrazioni, riduce il movimento del carico, garantendo la sicurezza del trasporto. | Elevati requisiti del fondo stradale: il funzionamento richiede una superficie liscia con attrito moderato; in caso contrario, potrebbero essere compromessi precisione e stabilità del movimento |
| Nessuna struttura sterzante tradizionale: lo sterzo è ottenuto tramite trazione indipendente delle ruote e regolazione dell'angolo, semplificando la struttura meccanica e riducendo i costi di manutenzione. | Elevata perdita di energia: l'interazione tra le ruote può causare spreco di energia, con conseguente efficienza relativamente bassa e possibile limitazione dell'autonomia |
Casi d'uso delle ruote Mecanum
| Scenari | Descrizione |
| Operazioni specializzate | Ricognizione militare: esecuzione di missioni di ricognizione in terreni complessi, migliorando furtività e mobilità grazie alle capacità di movimento omnidirezionale. |
| Istruzione | Soccorso di emergenza: ingresso rapido in spazi ristretti nei siti di disastro per operazioni di ricerca e salvataggio; la sua flessibilità aiuta a navigare in terreni complessi e superare ostacoli |
| Robotica di servizio | Come piattaforma didattica, aiuta gli studenti a comprendere i principi del movimento robotico e le tecnologie di controllo |
| Logistica industriale | Robotica medica: utilizzata in ambienti ospedalieri per la distribuzione di farmaci; la mobilità omnidirezionale facilita l'adattamento a spazi ristretti come corridoi ospedalieri e stanze dei pazienti |
Riepilogo: Grazie alla sua capacità di movimento omnidirezionale e alla sua flessibilità, il telaio con ruote Mecanum trova ampio impiego nella logistica industriale, nei robot di servizio, nelle operazioni speciali e in altri settori, in particolare in contesti in cui lo spazio è limitato e sono richiesti movimenti di elevata precisione.
Telaio a ruote omnidirezionali (quattro ruote)
Vantaggi e svantaggi del telaio con ruote omnidirezionali:
Telaio a ruote omnidirezionali Vantaggi e svantaggi
| Vantaggi | Svantaggi |
| Mobilità omnidirezionale: in grado di muoversi in qualsiasi direzione su superfici piane, offrendo elevata flessibilità e adattabilità a spazi ristretti e ambienti complessi | Applicabilità limitata: in scenari che richiedono guida ad alta velocità o navigazione su terreni accidentati, il telaio omnidirezionale non è la scelta ottimale. |
| Costo inferiore: rispetto ad altri tipi di piattaforme mobili omnidirezionali, come le piattaforme con ruote Mecanum, le piattaforme omnidirezionali hanno una struttura relativamente semplice e in genere non richiedono meccanismi di sterzo complessi o più motori, con conseguenti costi inferiori | Controllo complesso: a causa dei suoi schemi di movimento articolati, è necessario un controllo preciso dello sterzo e della direzione di ciascuna ruota per ottenere traiettorie di movimento accurate. |
| Usura ridotta degli pneumatici: grazie al metodo di contatto unico tra pneumatici e terreno durante la rotazione, l'attrito sugli pneumatici è relativamente basso, prolungandone la durata di servizio. | Capacità di carico limitata: non adatto al trasporto di carichi pesanti; il sovraccarico può causare deformazione degli pneumatici, danni al mozzo o instabilità del telaio. |
| Ridotto consumo energetico: il movimento della ruota omnidirezionale è altamente efficiente, eliminando la necessità di energia aggiuntiva per superare attriti significativi o resistenza allo sterzo. | Scarsa stabilità laterale: il movimento laterale è soggetto a slittamento laterale a causa di forze esterne. |
Applicazioni dei robot con ruote omnidirezionali:
| Scenari | Descrizione |
| Settore della logistica industriale | Robot logistico di magazzino: naviga con flessibilità tra scaffalature dense per ottenere un trasporto e un posizionamento precisi delle merci, migliorando l'efficienza del magazzino. |
| Settore dei robot umanoidi | Fornisce visite guidate e servizi interattivi in fiere ed eventi, oppure svolge funzioni di pulizia e compagnia in ambito domestico. |
| Applicazioni per scenari speciali | Robot di pattugliamento di sicurezza: pattuglia con flessibilità terreni complessi o passaggi stretti per migliorare l'efficienza della sicurezza. |
| Settore dei robot di servizio | Robot di servizio per ristoranti: Naviga tra i tavoli con capacità di evitare gli ostacoli, completando in modo efficiente le attività di consegna e raccolta dei pasti per migliorare l'esperienza di servizio. |
Telaio a ruote omnidirezionali (tre ruote)
La piattaforma mobile omnidirezionale a tre ruote offre un'eccellente mobilità e una struttura semplice. Le sue tre ruote sono distanziate di 120° l'una dall'altra e ciascuna ruota omnidirezionale è composta da diversi piccoli rulli, le cui generatrici formano un cerchio completo. Il robot può muoversi lungo la direzione tangente alla superficie della ruota o lungo l'asse della ruota, e la combinazione di questi due movimenti consente il movimento in qualsiasi direzione su un piano. Rispetto a un sistema di controllo a trazione differenziale a due ruote, la soluzione di trazione omnidirezionale a tre ruote riduce il tempo necessario al robot per spostarsi tra più punti fissi. Il controllo differenziale a due ruote richiede di regolare prima la postura del robot, e le ruote omnidirezionali nella parte posteriore del telaio a due ruote possono influenzare la postura del robot, rendendo più complesso il controllo della stabilità del telaio. Al contrario, il controllo omnidirezionale a tre ruote non richiede di considerare questi fattori.
Vantaggi e svantaggi delle ruote omnidirezionali a tre ruote
| Vantaggi | Svantaggi |
| Mobilità omnidirezionale: consente traslazione e rotazione in qualsiasi direzione su un piano senza la necessità di regolare la direzione prima del movimento | Elevati requisiti di precisione di controllo: è richiesto un controllo preciso della velocità e della direzione di ciascuna ruota per ottenere un movimento omnidirezionale fluido, con elevate esigenze su sensori e algoritmi di controllo |
| Costo contenuto: rispetto ai telai con quattro ruote omnidirezionali o con ruote Mecanum, il telaio omnidirezionale a tre ruote riduce il numero di motori e meccanismi di trasmissione, abbassando così i costi hardware | Bassa efficienza di trazione: la direzione di rotolamento delle ruote omnidirezionali è perpendicolare alla direzione del movimento del mozzo, causando una deviazione laterale di parte della potenza e una forza motrice relativamente bassa per il movimento rettilineo. |
| Struttura semplice: non sono richiesti meccanismi di sterzata complessi e gli algoritmi sono relativamente semplici, rendendo più facile ottenere un controllo preciso del movimento | Capacità di carico limitata: la struttura a tre ruote presenta una distribuzione del carico relativamente dispersa, con una capacità di carico complessiva inferiore rispetto a un telaio a quattro ruote, limitando così la portata. |
| Minore efficienza energetica: le ruote omnidirezionali hanno un attrito relativamente basso e l'usura degli pneumatici è relativamente uniforme, riducendo la perdita di energia. | Stabilità laterale insufficiente: le ruote omnidirezionali tendono a slittare sotto forze laterali, compromettendo la stabilità del telaio e rendendole inadatte al funzionamento su terreni accidentati o irregolari. |
Scenari applicativi del telaio omnidirezionale a tre ruote
Il telaio omnidirezionale a tre ruote, grazie alla sua mobilità flessibile e adattabilità, viene impiegato in scenari che richiedono elevata efficienza nell'uso dello spazio, precisione di movimento e flessibilità. Offre vantaggi significativi in settori quali industria, pronto intervento, ricerca scientifica e servizi.
| Casi d'uso | Descrizione |
| Soccorso di emergenza | Ricognizione di siti disastrati: Nei luoghi delle catastrofi, come terremoti e incendi, può navigare rapidamente in spazi ristretti, regolare in modo flessibile la propria posizione grazie alla mobilità omnidirezionale, trasmettere immagini e dati sul posto e fornire supporto alle operazioni di soccorso. |
| Settore della sicurezza | In terreni complessi o spazi chiusi, come parcheggi sotterranei e magazzini, è in grado di effettuare pattugliamenti a 360°, rilevare tempestivamente eventuali situazioni di pericolo e attivare gli allarmi. |
| Settore dei robot di servizio | Assistenza medica: nei reparti ospedalieri o in sala operatoria, può trasportare apparecchiature mediche o farmaci, fornendo al personale sanitario un supporto mobile comodo e pratico. |
| Settore dell'automazione industriale | Movimentazione logistica e carico/scarico dei materiali: Nelle officine, il telaio omnidirezionale a tre ruote può muoversi con flessibilità in spazi ristretti, consentendo una gestione logistica precisa e un rapido carico/scarico dei materiali. |
Piattaforma robotica 4WD-4WS
L'AGV realizza movimento rettilineo, movimento laterale, sterzata e prevenzione degli ostacoli tramite l'angolo e la velocità delle quattro ruote sterzanti. La potenza del motore viene convertita direttamente in potenza di trazione, mentre il meccanismo di sterzo è controllato da un motore separato, risultando in una struttura semplice e compatta. Gli AGV con telaio a quattro ruote sterzanti possono soddisfare simultaneamente i requisiti di flessibilità degli spazi di lavoro ristretti e i requisiti di applicabilità delle complesse condizioni del percorso in officina.
Sul mercato si trovano tre tipi di ruote comunemente utilizzate sui telai a quattro ruote motrici. La tabella seguente offre un rapido confronto dei rispettivi vantaggi e svantaggi.
| Tipo | Immagine | Metodo di sterzata | Principio di Funzionamento | Vantaggi | Svantaggi | Casi d'uso |
| Trazione a quattro ruote con ruote differenziali |  | Sterzo differenziale tra ruota sinistra e destra | Le ruote sinistra e destra hanno velocità diverse e sia le ruote anteriori che quelle posteriori possono essere motrici. | 1. Struttura semplice 2. Manutenzione semplice 3. Costo contenuto 4. Basso consumo energetico | 1. Impossibilità di ruotare o muoversi lateralmente sul posto 2. Dipendenza dagli algoritmi di controllo 3. Risposta di sterzata lenta | Movimentazione industriale, ispezione a carico leggero, aree aperte |
| Trazione integrale a ruota sterzante orizzontale |  | Sterzo servo orizzontale | Le ruote anteriori e posteriori sono dotate di servoazionamenti orizzontali, che consentono la rotazione sul posto e il movimento laterale. | 1. Elevata manovrabilità 2. Rotazione sul posto e movimento laterale 3. Adatta a spazi ristretti | 1. Costo elevato 2. Struttura complessa 3. Costi di manutenzione elevati | Logistica ad alta precisione, tosaerba per giardini, ispezione speciale |
| Trazione a quattro ruote con ruote sterzanti verticali |  | Sterzata servo verticale | Le ruote anteriori e posteriori sono dotate di servoazionamenti verticali, adatte a soluzioni compatte e flessibili, con alcune in grado di effettuare movimenti laterali. | 1. Struttura compatta 2. Adatta a robot di piccole dimensioni 3. Buona espandibilità | 1. Algoritmi di controllo complessi 2. Capacità di carico limitata 3. Manovrabilità inferiore rispetto alle ruote sterzanti orizzontali | Piccolo robot di ispezione, robot tosaerba portatile, piattaforma di lavoro leggera |
Piattaforma robotica a doppia ruota sterzante
Il telaio è composto da due ruote motrici e una o più ruote folli, ed è tipicamente impiegato negli AGV a media capacità di carico. La struttura del telaio a doppia ruota sterzante consente una rotazione a 360° e un movimento laterale omnidirezionale, offrendo elevata flessibilità e precisione operativa.
Telaio robotico con ruota a timone singolo
La struttura di trazione a ruota di guida singola è composta da 1 ruota di guida e 2 ruote direzionali ed è ampiamente utilizzata nei carrelli elevatori. Questa struttura è in grado di adattarsi direttamente alle diverse condizioni del terreno, garantendo che la ruota di guida rimanga sempre a contatto con il suolo.
A seconda della distribuzione del baricentro del veicolo, il volante sostiene in genere circa 50% del peso proprio del veicolo, generando una forte trazione. La struttura a volante singolo è semplice ed economica.
Trattandosi di un sistema a trazione su una sola ruota, non è necessario tenere conto di eventuali problemi di compatibilità dei motori, il che lo rende adatto a un’ampia gamma di ambienti e applicazioni.
Telaio cingolato
I telai cingolati si dividono in due grandi categorie di prodotto: telai cingolati in acciaio e telai cingolati in gomma. I telai in acciaio hanno una capacità di carico che va da 2 tonnellate a 120 tonnellate, mentre i telai in gomma hanno una capacità di carico che va da 0,5 tonnellate a 12 tonnellate.
Domande frequenti (FAQ)
Quali sono i 10 principali tipi di telaio per robot mobili messi a confronto in questa guida?
I 10 tipi sono: differenziale a doppia ruota, differenziale a quattro ruote, Ackermann, ruota Mecanum, quattro ruote omnidirezionali, tre ruote omnidirezionali, 4WD-4WS, doppia ruota sterzante, singola ruota sterzante e telaio cingolato. Ciascuna sezione sopra riportata illustra il principio di funzionamento, i pro e i contro e i casi d’uso.
Quale di questi tipi di telaio è il più adatto per i robot da interno?
Il differenziale a doppia ruota è la soluzione più conveniente per i pavimenti piani interni. Per i corridoi stretti e le scaffalature fitte, gli chassis Mecanum o omnidirezionali sono più indicati perché possono spostarsi lateralmente e ruotare sul posto.
Qual è il tipo di telaio più adatto all'uso all'aperto e su terreni accidentati?
Il differenziale a quattro ruote, il sistema Ackermann e il telaio cingolato garantiscono la migliore manovrabilità sui terreni all’aperto. Per la massima capacità fuoristrada, scegli una piattaforma 4WD-4WS.
Qual è il confronto in termini di costo tra i 10 principali tipi di telaio?
Il differenziale a doppia ruota è il più economico, seguito dal differenziale a quattro ruote e dai modelli a ruota singola. Gli telai Mecanum e omnidirezionali costano di più, mentre quelli 4WD-4WS e a cingoli sono i più costosi.
Come si confrontano questi tipi di telaio in termini di capacità di carico utile?
La trazione 2WD è adatta ai robot di servizio leggeri; i modelli a doppio volante sono destinati agli AGV per carichi medi; la trazione 4WD e la 4WD-4WS gestiscono carichi industriali più pesanti; i telai cingolati coprono carichi da 0,5 a 120 tonnellate. Le piattaforme di Fdata coprono un intervallo compreso tra 100 kg e 1.000 kg.
Qual è la differenza tra la trazione differenziale e il telaio con ruote Mecanum?
La trazione differenziale consente la sterzata grazie alla differenza di velocità tra le ruote: è un sistema semplice ed economico, ma non permette il movimento laterale. Le ruote Mecanum consentono il movimento omnidirezionale, ma a un prezzo più elevato e con un’efficienza inferiore su superfici irregolari.
È possibile acquistare questi tipi di telaio con personalizzazioni OEM?
Sì. Fdata offre piattaforme standard a trazione anteriore (2WD), a trazione integrale (4WD), con sterzo Ackermann e omnidirezionali, oltre alla completa personalizzazione OEM/ODM di ogni modello presente in questo confronto: dimensioni, sospensioni, grado di protezione IP e integrazione dei sensori, con un carico utile compreso tra 100 kg e 1.000 kg.
