bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2024-22-1-82-90bsuir-3861Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSМатематическая модель движения мобильного робота с колесами всенаправленного типаMathematical Model of Movement of a Mobile Robot with Omnidirectional WheelsРадкевичА. А.RadkevichА. А.

магистрант каф. электропривода и автоматизации промышленных установок и технологических комплексов

г. Минск

Master’s Student at the Electric Drive and Automation of Industrial Plants and Technological Complexes Department

Minsk

СиньсиньУ.XinxinWu

асп. каф. электропривода и автоматизации промышленных установок и технологических комплексов

г. Минск

Postgraduate at the Electric Drive and Automation of Industrial Plants and Technological Complexes Department

Minsk

ВельченкоА. А.VelchenkoА. А.

канд. техн. наук, доц., доц. каф. электропривода и автоматизации промышленных установок и технологических комплексов

г. Минск

Сand. of Sci., Associate Professor, Associate Professor of Electric Drive and Automation of Industrial Plants and Technological Complexes Department 

Minsk

ПавлюковецС. А.PauliukavetsS. A.

Павлюковец Сергей Анатольевич, канд. техн. наук, доц., зав. каф. электропривода и автоматизации промышленных установок и технологических комплексов

220013, г. Минск, ул. Б. Хмельницкого, 9

Тел.: +375 17 293-95-61

Pauliukavets Siarhei Anatol’evich, Сand. of Sci., Associate Professor, Head of Electric Drive and Automation of Industrial Plants and Technological Complexes Department

220013, Minsk, B. Khmelnitsky St., 9

Tel.: +375 17 293-95-61 

s.pauliukavets@gmail.comБелорусский национальный технический университетBelarusian National Technical University2024280220242218290Copyright © Радкевич А.А., Синьсинь У., Вельченко А.А., Павлюковец С.А., 20242024Радкевич А.А., Синьсинь У., Вельченко А.А., Павлюковец С.А.Radkevich А.А., Xinxin W., Velchenko А.А., Pauliukavets S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/3861

Рассмотрен вопрос управления четырехколесным мобильным роботом со всенаправленными колесами типа меканум. Проведен анализ вращательного движения всенаправленного колеса меканум, основанный на его кинематике. Для конкретного робота с определенными габаритными параметрами построен график изменения радиуса колеса меканум в зависимости от угла его поворота. Составлены кинематическая и динамическая модели мобильного четырехколесного робота, учитывающие его геометрические характеристики. Представленные выражения являются математическим описанием поведения мобильного робота в статике и динамике. На основании полученных моделей формируются принципы работы системы управления движением четырехколесным мобильным роботом на всенаправленных колесах типа меканум.

The article discusses the issue of controlling a four-wheeled mobile robot with omnidirectional wheelsof the mecanum type. An analysis of the rotational motion of the omnidirectional mecanum wheel was carriedout, based on its kinematics. For a specific robot with certain overall parameters, a graph of changes in the radiusof the mecanum wheel depending on the angle of its rotation was constructed. Kinematic and dynamic modelsof a mobile four-wheeled robot have been compiled, taking into account its geometric characteristics. The presented expressions are a mathematical description of the behavior of a mobile robot in statics and dynamics. Basedon the obtained models, the principles of operation of the motion control system for a four-wheeled mobile roboton omnidirectional wheels of the mecanum type are formed.

колесо меканумвсенаправленное колесомобильный роботматематическая моделькинематическая модельдинамическая модельинверсная кинематикаmecanum wheelomnidirectional wheelmobile robotmathematical modelkinematic modeldynamic modelinverse kinematicsReferencesКилин, А. А. Управление тележкой с омниколесами на плоскости / А. А. Килин, А. Д. Бобыкин // Нелинейная динамика. 2014. Т. 10, № 4. С. 473–481.Kilin A. A., Bobykin A. D. (2014) Control of a Cart with Omni-Wheels on a Plane. Nonlinear Dynamics. 10 (4), 473–481 (in Russian).К вопросу управления мобильным роботом с колесами всенаправленного типа / С. А. Павлюковец [и др.] // BIG DATA и анализ высокого уровня: сб. науч. ст. IX Междунар. науч.-практ. конф., г. Минск, 17–18 мая 2023 г. Ч. 2. Минск: Белор. гос. ун-т информ. и радиоэлек., 2023. С. 94–102.Pauliukavets S. A., Velchenko A. A., Wu Xinxin, Radkevich A. A., Sauko N. O. (2023) On the Issue of Controlling a Mobile Robot with Omnidirectional Wheels. BIG DATA and Advanced Analytics: Collection of Scientific Articles of the IX International Scientific and Practical Conference, Minsk, 17–18 May, Part 2. Minsk, Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics. 94–102 (in Russian).Najim, H. A. Omnidirectional Mobil Robot with Navigation Using SLAM / H. A. Najim, I. S. Kareem, W. E. Abdul-Lateef // Engineering and Technology Journal. 2023. Vol. 41, No 1. P. 196–202.Najim H. A., Kareem I. S., Abdul-Lateef W. E. (2023) Omnidirectional Mobil Robot with Navigation Using SLAM. Engineering and Technology Journal. 41 (1), 196–202.Дивеев, А. И. Синтезированное управление для меканум робота / А. И. Дивеев, Е. Ю. Шмалько // Надежность и качество: тр. Междунар. симп. 2022. Т. 1. С. 27–29.Diveev A. I., Shmalko E. Yu. (2022) Synthesized Control for Mecanum Robot. Proceedings of the International Symposium Reliability and Quality. 1, 27–29 (in Russian).Шмалько, Е. Ю. Применение методов машинного обучения для расчета синтезированного оптимального управления мобильным роботом / Е. Ю. Шмалько, В. В. Серебренный // Экстремальная робототехника: тр. 33-й Междунар. науч.-техн. конф., г. Санкт-Петербург, 29–30 сентября 2022 г. СПб.: Изд-во ЦНИИ РТК, 2022. С. 340–347.Shmalko E. Yu., Serebrenny V. V. (2022) Application of Machine Learning Methods for Calculating Synthesized Optimal Control of a Mobile Robot. Extreme Robotics: Proceedings of the 33rd International Scientific and Technical Conference, Sept. 29–30. St. Petersburg, Publishing House Central Research Institute of RTK. 340–347 (in Russian).Изюмов, А. А. Управление движением колесного мобильного робота с манипулятором по криволинейной траектории в условиях наличия препятствий / А. А. Изюмов, Н. Ю. Хабибулина, Ю. А. Шурыгин // Электронные средства и системы управления: матер. Междунар. науч.-практ. конф., г. Минск, 18–20 ноября 2020 г. Ч. 2. Томск: Томский гос. ун-т систем управ. и радиоэлектр., 2020. С. 197–200.Izyumov A. A., Khabibulina N. Yu., Shurygin Yu. A. (2020) Control of the Movement of a Wheeled Mobile Robot with a Manipulator Along a Curved Trajectory in the Presence of Obstacles. Electronic Means and Control Systems: Materials of Reports of the International Scientific and Practical Conference, Minsk, Nov. 18–20, Part 2. Tomsk, Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics. 197–200 (in Russian).Moreno-Caireta, I. Model Predictive Control for a Mecanum-Wheeled Robot Navigating Among Obstacles / I. Moreno-Caireta, E. Celaya, L. Ros // IFAC-PapersOnLine. 2021. Vol. 54, No 6. P. 119–125.Moreno-Caireta I., Celaya E., Ros L. (2021) Model Predictive Control for a Mecanum-Wheeled Robot Navigating Among Obstacles. IFAC-PapersOnLine. 54 (6), 119–125.Fuzzy-Based Fault-Tolerant Control for Omnidirectional Mobile Robot / A. Alshorman [et al.] // Machines. 2020. Vol. 8, No 3.Alshorman A., Alshorman O., Irfan M., Glowacz A., Muhammad F., Caesarendra W. (2020) Fuzzy-Based Fault-Tolerant Control for Omnidirectional Mobile Robot. Machines. 8 (3).Galati, R. Adaptive Heading Correction for an Industrial Heavy-Duty Omnidirectional Robot / R. Galati, G. Mantriota, G. Reina // Scientific Reports. 2022. Vol. 12.Galati R., Mantriota G., Reina G. (2022) Adaptive Heading Correction for an Industrial Heavy-Duty Omnidirectional Robot. Scientific Reports. 12.Topological Design Methods for Mecanum Wheel Configurations of an Omnidirectional Mobile Robot / Y. Li [et al.] // Symmetry. 2019. Vol. 11, No 10.Li Y., Dai S., Zhao L., Yan X., Shi Y. (2019) Topological Design Methods for Mecanum Wheel Configurations of an Omnidirectional Mobile Robot. Symmetry. 11 (10).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.