モバイルロボットシャーシ比較トップ10：種類、特徴、選択ガイド

ロボットの開発において、最も重要な検討事項のひとつは、ロボットを構成する部品の選択である。 ロボットプラットフォームシャーシは多くの場合、ロボットの全体的な性能と応用シナリオを決定する基礎的な要素としての役割を果たすからである。現在、市場に出回っている一般的なシャーシタイプは、駆動構成によって以下のように分類されています。 2輪駆動, 4輪駆動, アッカーマン・シャーシ4WD-4WSロボットプラットフォーム、追従シャーシ。シャーシの種類によって、性能、積載量、障害物通過能力、旋回半径、制御負荷容量、コストなどの面で明確な利点があります。適切なロボットシャーシを選択することは、プロジェクト全体のコストと商業化の成果に直接影響するため、ロボットプロジェクトの初期段階において極めて重要である。この記事では、様々な一般的なロボットシャーシのタイプを紹介し、比較分析を通じて読者が特定のプロジェクトに最適なオプションを選択できるようガイドする。

クイック O概要 Mオービル Rオボット プラットフォーム C分類 Bによる Dもし Dリブ Tイープス

二人Wヒール Dもし ロボットプラットフォーム

デュアルホイールディファレンシャルの作動原理：

について 二輪駆動ロボットシャーシ (略称2WD）は、シャシーの左右に2つの駆動輪を配置した2輪ディファレンシャルシャシーを採用。各車輪は独立して速度制御されており、車輪ごとに異なる速度を設定することで、シャーシのステアリング制御を可能にしている。通常、シャーシには1つまたは2つの補助サポートキャスターが装備されています。両方の駆動輪が同じ速度で動くと、ロボットは直進します。2つの車輪の速度が異なると、ロボットは中心点を中心に回転し、ステアリングを実現する。このように、2WDロボットシャーシは、2つの駆動輪の速度差を制御することにより、様々なカーブやステアリング操作を実現している。

両輪差動ロボットの利点と欠点：

デュアルホイールディファレンシャルの用途：

四Wヒール Dもし ロボット・シャーシ

四輪ディファレンシャルの作動原理：

四輪駆動ロボットシャーシ (4WDと略される）、四輪駆動シャーシは通常4つの独立したモーターを持ち、各車輪は独立して制御できる。ステアリングの動力源は、モーターの左右差によって発生する。モーターから出力された動力は減速機を経て、最終的に左右のフロントアクスルとリアアクスルに伝達され、車輪に到達する。4輪が同期して駆動されると、すべての車輪が同じ舵角を保ち、車体は直進性を保つ。左右の速度が異なる場合は、左右の速度差によって操舵が行われる。

四輪ディファレンシャル・ロボットの利点と欠点 シャーシ:

四輪ディファレンシャルドライブの一般的なアプリケーション ロボットプラットフォーム：

アックマン ロボットプラットフォーム モデル

アッカーマンロボットシャーシ動作原理：

そのAロボットプラットフォーム 実車のシャーシに近い構造。前輪操舵時の左右輪の旋回半径の違いによる内輪と外輪の旋回角度の差を利用し、安定した旋回を実現する。これを利用して車両の進行方向を制御し、後輪の2輪駆動システムで速度を制御する。アッカーマンのシャシーには、前輪操舵＋後輪駆動、または前輪操舵＋4輪独立駆動の2つの組み合わせモードがある。四輪独立駆動の構成はより高価である。2輪駆動のアッカーマン・シャシーに対する4輪駆動のアッカーマン・シャシーの利点は、各輪がそれぞれ独立した駆動力を持つため、雨天時や積雪時に安定した性能を発揮し、トラクションと安定性が向上することである。

アッカーマン・プラットフォームの長所と短所

アッカーマン・シャシーの使用例

マクノートン Wヒール ロボットプラットフォーム

動作原理

マクノートンホイールは、ハブとローラーで構成される特殊なホイールである。ハブはホイール全体の主要な構造的支柱として機能し、ローラーはハブに取り付けられた小さな受動車輪である。市場では、ハブの軸とローラーの回転軸の間の角度は、一般的に3つのタイプに分類される：30度、45度、60度である。シャーシの使用には、平行アライメントまたはペアインストールが必要です。4つの車輪を異なる速度と方向で駆動すると、ロボットは任意の方向に移動することができる。

進行方向	実施原則	ムーブメント図
横移動	左右の車輪は逆方向に回転し、前輪と後輪は同じ方向に回転する。 注：ここで言う「前後同じ」とは、肉眼で見た車輪の回転方向が全く同じに見えるという意味ではない、 というより、前2輪の組み合わせ関係が後2輪の組み合わせ関係と同じなのだ。 左の図を参照されたい： 前列：前方1人＋後方1人 後列：同じく前方1＋後方1 前列と後列の "パターン "は同じで、左右が逆なだけだ。
斜めに移動	4つの車輪を一定の速度差で協調させることで、あらゆる方向と角度の斜め移動が可能になる。
そのまま回転	左右の車輪を逆方向に、前輪と後輪を逆方向に回転させることで、その場で回転することができる。
前進または後退	4つの車輪を同じ速度で同じ方向に回転させることで、前進または後進が可能になる。

マクナート・ホイールの長所と短所

マクノートンホイールの使用シナリオ

概要:マクノートンホイールシャーシは、その全方向の動きと柔軟性により、産業用物流、サービスロボット、特殊作業などの分野で、特にスペースが限られ、高精度の動きが要求される場面で広く使用されている。

全方位 Wヒール Cハシス (F私たちの Wヒール)

全方位ホイールシャシーの利点と欠点：

全方向車輪シャーシ  長所と短所

全方向車輪ロボットアプリケーション：

全方位 Wヒール Cハシス (Tスリー Wヒール)

3輪の全方位移動プラットフォームは、優れた機動性とシンプルな構造を持っている。3つの車輪は120°間隔で配置され、各全方向車輪は複数の小さなローラーで構成され、各ローラーのジェネレーターは完全な円を形成している。ロボットは、車輪表面の接線方向に沿って移動することも、車輪の軸に沿って移動することも可能で、この2つの動きを組み合わせることで、平面内のあらゆる方向に移動することができる。2輪差動駆動制御システムと比較して、3輪全方向駆動ソリューションは、ロボットが複数の定点間を移動するのに必要な時間を短縮する。2輪差動制御では、まずロボットの姿勢を調整する必要があり、2輪シャーシの後部にある全方位車輪がロボットの姿勢に影響を与える可能性があるため、シャーシの安定制御が難しくなる。一方、3輪の全方位制御では、これらの要因を考慮する必要がない。

3輪全方位ホイールの長所と短所

3輪全方位シャシーのアプリケーションシナリオ

三輪の全方位シャシーは、柔軟な機動性と適応性を備えており、高いスペース利用効率、移動精度、柔軟性が要求される場面で使用される。産業、緊急対応、科学研究、サービスなどの業界で大きなメリットを発揮する。

4WD-4WSロボットプラットフォーム

AGVは、4つのステアリングホイールの角度と速度によって、直進、横移動、旋回、障害物回避を実現する。モーター動力は直接駆動力に変換され、ステアリング機構は独立したモーターによって制御されるため、シンプルでコンパクトな構造となっている。四輪操舵シャーシ構造のAGVは、狭い作業スペースの柔軟性要件と複雑な作業場の道路状況の適用性要件を同時に満たすことができる。

市販の四輪駆動シャシーによく見られるホイールは3種類ある。次の表は、それぞれの長所と短所を簡単に比較したものです。

タイプ	写真	ステアリング方式	動作原理	メリット	デメリット	使用例
ディファレンシャル・ホイール四輪駆動		左右輪ディファレンシャルステアリング	左右の車輪は速度が異なり、前輪と後輪の両方を駆動することができる。	1.シンプルな構造 2.容易なメンテナンス 3.低コスト 4.低エネルギー消費	1.その場で回転や横移動ができない。 2.制御アルゴリズムに依存 3.ステアリングレスポンスが遅い。	工業用ハンドリング、軽荷重検査、オープンエリア
水平ハンドル四輪駆動		水平サーボステアリング	前輪と後輪には水平サーボが搭載され、その場で回転したり、横に動いたりすることができる。	1.高い機動性 2.その場で回転し、横に動く 3.狭いスペースに最適	1.高コスト 2.複雑な構造 3.高いメンテナンスコスト	高精度物流ハンドリング、ガーデンモア、特殊検査
縦ハンドル四輪駆動		垂直サーボステアリング	前輪と後輪には垂直サーボが装備され、小型でフレキシブルな設計に適している。	1.コンパクトな構造 2.小型ロボットに最適 3.優れた拡張性	1.複雑な制御アルゴリズム 2.負荷容量の制限 3.水平ラダーより低い操縦性	小型検査ロボット、ポータブル芝刈りロボット、軽作業プラットフォーム

Dデュアル・ステアリング・ホイール ロボットプラットフォーム

シャーシは2つの駆動輪と1つ以上の後輪で構成され、通常、中荷重AGVに使用されます。デュアルステアリングホイールシャーシ構造設計は、360°回転と全方向横移動を可能にし、高い柔軟性と正確な操作精度を提供します。

Sイングル R乳房 Wヒール ロボット・シャーシ

シングルステアリング駆動構造は、1つのステアリングホイールと2つの方向輪で構成され、フォークリフトに広く使用されています。この構造は、様々な地面の状態に直接適応することができ、駆動ステアリングホイールが常に地面と接触していることを保証します。車両の重心分布にもよりますが、ステアリング・ホイールは通常、車両の自重の約50%を負担し、強力なトラクションをもたらします。シングル・ステアリング・ホイールの構造はシンプルでコスト効率が高い。シングル・ホイール・ドライブ・システムであるため、モーターの互換性の問題を考慮する必要がなく、幅広い環境と用途に適しています。

Tがらがら Cハシス

トラック・シャーシは、スチール製トラック・シャーシとゴム製トラック・シャーシの2つの製品カテゴリーに大別される。スチール製シャシーの耐荷重は2トンから120トン、ゴム製シャシーの耐荷重は0.5トンから12トンです。