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Robotica Mobile – Tipi di locomozione
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Quello che la natura non fa …sono le ruote
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Robot mobili su ruote
Ipotesi di funzionamento• le parti costituenti sono rigide• il robot è composto da una
base su cui sono assemblate una o più ruote ideali
• le ruote possono essere di vario tipo, attive o passive
• le ruote possono essere sterzanti o non sterzanti, oppure costituite da cingoli
• l’asse di sterzatura è sempre perpendicolare al suolo
• il raggio delle ruote è costante• il moto delle ruote sul piano è
ideale (rotolamento puro, no scivolamento laterale)
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Tipi di ruota
• Ruota semplice sterzante• Ruota semplice non sterzante• Ruota basculante o “castor wheel”• Ruota omnidirezionale o “omniwheel” o “swedish wheel”• Ruota ominidirezionale sferica
• Le ruote possono essere attive, cioè collegate con un motore che fornisce una coppia motrice esterna, oppure passive, quando, prive di coppia motrice applicata, si muovono per effetto di trascinamento.
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ILE • non possiede asse sterzante
• esempio di robot mobile con due ruote (motrici) fisse e una sterzante
Ruota semplice non sterzante
schema grafico utilizzato
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Ruota semplice non sterzante
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Ruota semplice non sterzante
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Ruota semplice sterzante
vista dall’alto vista laterale
schema grafico utilizzato
vista di fronte
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• possiede asse sterzante
Ruota semplice sterzante
schema grafico utilizzato
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Ruota semplice sterzante
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Castor Wheel – Ruota basculante
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Castor Wheel – Ruota basculante
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Omniwheel – Ruota omnidirezionale
a) b) c)
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Omniwheel – Ruota omnidirezionale
b)
Assi a 45o
a)
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Omniwheel – Ruota omnidirezionale
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Ruota omnidirezionale sferica
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Rappresentazioni simboliche delle ruote
Attiva = attuata da un motore
Passiva = libera di muoversi, ma non attuata da un motore
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Cinematica planare del robot mobile
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• l’angolo di sterzo è quello compreso tra la direzione della velocità e la direzione della ruota
• equivale a quello compreso tra la normale alla velocità e l’asse di rotazione della ruota
• i parametri cinematici del robot mobile sono la posizione e l’assetto del riferimento sul robot rispetto a un riferimento assegnato
Cinematica planare del robot mobile
( )0
( )
00
0 0 1m
t x y
c ss c
θ θ
θ θ
θ= − =
p
R
T
( )tβ
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Strutture tipiche di robot mobili
Ruote fisse attive + ruota sterzante Ruote fisse attive + castor wheel passiva
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Ruote differenziali + ruota sfericapassiva (appoggio)
Ruote differenziali + ruote sferiche
Strutture tipiche di robot mobili
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Ruote omnidirezionali attive
Ruote fisse attive + ruota omnidirezionalepassiva
Strutture tipiche di robot mobili
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Strutture tipiche di robot mobili
Ruote omnidirezionali attive