Wszechmocne i wszechstronne
Wheel to po angielsku po prostu „koło”, natomiast przedrostek omni wywodzi się z łaciny i oznacza mniej więcej tyle, co „wszystko” lub „wszech-”. Cząstkę tę znasz zapewne choćby z wyrazu „omnibus” oznaczającego osobę o ogromnej wiedzy z różnych dziedzin. Koła Omni Wheel swoją nazwę zawdzięczają możliwości poruszania się we wszystkich kierunkach. Twórcy tych elementów mechanicznych uzyskują taki efekt dzięki zastąpieniu pojedynczej, jednolitej obręczy na obwodzie koła – licznymi rolkami lub małymi kółkami. Ich ułożenie bywa bardzo różne w zależności od konkretnego modelu. W najprostszym wariancie koła Omni Wheel mamy obręcz, w której znajdują się – ułożone równolegle do obwodu koła – małe rolki. Nieco bardziej skomplikowany wariant zakłada, że obręcze są dwie, a rolki ułożone są w nich naprzemiennie. Nawet ta niewielka zmiana sprawia, że Omni Wheel jest w stanie obsłużyć jeszcze więcej kierunków i utrzymać – tak pożądaną w przypadku robotów mobilnych i platform – stabilność.
Zaawansowana konstrukcja kół Omni Wheel
Warto również zawrócić uwagę na fakt, że podstawowe projekty kół typu Omni Wheel, opisane powyżej, ulegają wymyślnym modyfikacjom. Istnieją zatem koła z pojedynczą obręczą, ale z różnymi typami rolek i kółek. W takim przypadku węższe kółko znajdujące się na krawędzi dużego koła otoczone jest z obu stron rolkami ściętymi stożkowo – taką formę ma np. Omni Wheel wersja OW003. Jeszcze inne warianty zakładają ułożenie rolek nie równolegle do obręczy, a skośnie. Koła Omni Wheel są wówczas masywniejsze, mogą budzić skojarzenie z oponami do niektórych pojazdów budowlanych czy traktorów. Z bliska widać jednak, że ten „bieżnik” tworzą właśnie skośnie umocowane rolki. Szczególne wyzwanie dla projektantów mogą stanowić najbardziej zwrotne koła Omni Wheel, wyposażone w pierścień małych kółek, umocowanych prostopadle do płaszczyzny koła.
Jak zaprojektować platformę mobilną z użyciem Omni Wheel?
Koła Omni Wheel to bardzo ciekawy przykład elementów mechanicznych, stanowiący z pewnością doskonałą szkołę w zakresie sterowania i znakomicie kształtujący inżynierską intuicję. O ile bowiem w przypadku tradycyjnych robotów mobilnych do sterowania pojazdem wystarczą dwa silniki (prawy i lewy, o regulowanej niezależnie prędkości i kierunku obrotów), w przypadku kół Omni Wheel musimy pomyśleć o co najmniej potrójnym napędzie. Nie należy oczywiście obawiać się, że ruch robota mobilnego zostanie zakłócony przez specyficzne ułożenie rolek na kołach, zostały one bowiem usytuowane pod takim kątem, aby ułatwić przemieszczanie się platformy we wszystkich kierunkach. Sterowanie robotem z kołami Omni Wheel to czysta matematyka. Wielu pasjonatów konstrukcji RC oraz robotyki amatorskiej przygotowało modele matematyczne opisujące ten proces i określane mianem kinematyki robota. Odsyłając czytelników do tych zaawansowanych analiz, korzystających m.in. z algebry macierzowej, możemy już teraz ogólnie podpowiedzieć, że najpopularniejsze modele robotów z kołami Omni Wheel zakładają użycie czterech kół (platforma jeżdżąca ma wówczas plan kwadratu) albo też trzech kół (na planie trójkąta równobocznego). Omni Wheel sprawdzą się znakomicie np. w modelach robotów typu line follower czy sumo. Jako ciekawostkę dodajmy, że te elementy konstrukcyjne stosowane są nawet w dużych, przemysłowych maszynach.
