چرخ در مقایسه با سایر وسایل حرکتی مانند باله ها، پاها و غیره مهم ترین عنصر حرکت است. برای ربات ها چرخ مینیمال سرعت، دقت و پایداری را فراهم می کند که سه ویژگی بسیار مهم برای طراحی و ساخت ربات است. محققان با الهام از محیط اطراف خود چرخ های مختلفی از جمله چرخ های استاندارد (ثابت)، چرخان، هاب و چرخ های چند جهته را طراحی کردند.
بسته به طراحی و نیاز ربات، از چرخ‌های استاندارد در روش‌های کنترل کلاسیک استفاده می‌شود، در حالی که چرخ‌های گردان و توپی برای گرفتن و تعادل یکسان ربات استفاده می‌شوند. چرخ های Omni-directional به خوبی ربات را کنترل می کنند و این نوع چرخ ها برای روبات هایی که نیاز به حرکت در همه جهات دارند استفاده می شود.
در این مقاله به بررسی چرخ های استاندارد، گردان، توپی و چند جهته می پردازیم.
چرخ های استاندارد یا ثابت
رایج ترین چرخ های موجود چرخ های استاندارد هستند. این چرخ دارای دو درجه آزادی است. مرکز چرخ به شاسی ربات متصل است. زاویه بین شاسی ربات و صفحه چرخ ثابت است. چرخ های ثابت معمولا در ربات های متحرک که چرخ به موتور متصل است و برای هدایت و هدایت ربات استفاده می شود استفاده می شود.
چرخ های راهنما
این چرخ ها عموما برای حفظ تعادل استفاده می شوند و دو نوع هستند. چرخ هایی با مرکز چرخ و محور متصل به ربات عمودی و در یک راستا هستند که به آنها مرکز گفته می شود. نصب آنها آسان است و تنها با یک پیچ به پایه ربات متصل می شوند.
نوع دیگر چرخ هایی هستند که مرکز چرخ و محور اتصال آن به ربات در یک جهت نیستند که به آنها خارج از مرکز یا چرخ می گویند. یک محور خارج از تراز، باعث گشتاور بیشتر روی ربات می شود. در مدل‌های این نوع چرخ‌ها، اتصال چرخ و قاب ربات قابل چرخش است و چرخ می‌تواند 360 درجه حول محوری عمود بر چرخ بچرخد. یکی از بزرگترین معایب چرخ ها لغزش آنهاست. این لغزش زمانی اتفاق می افتد که چرخ با زمین تماس نداشته باشد و به راحتی در هر جهت می چرخد. به محض برخورد با زمین، ممکن است در جهتی قرار گیرند که با جهت مورد نظر هماهنگ نباشد.
چرخ هاب
این چرخ از توپ و نگهدارنده ساخته شده و درجه آزادی آن 360 درجه است. چرخ های توپ مانند چرخ های راهنما بیشتر برای حفظ تعادل ربات استفاده می شوند. مواد توپ می تواند پلاستیک یا فلز باشد.
چرخ های شیب دار که معمولاً برای حفظ تعادل در جلو و عقب ربات قرار می گیرند، می توانند در دسته قرار گیرند.
چرخ همه جانبه
در این نوع چرخ ها چرخ های کوچک بر روی یک چرخ بزرگ به گونه ای نصب می شوند که محور چرخ های کوچک بر محور چرخ بزرگ عمود باشد. این چرخ ها یک سیستم چند جهته برای ربات می سازند و به ربات اجازه می دهند در هر جهتی حرکت کند. چرخ چند جهته برای حرکت و هدایت ربات استفاده می شود. یکی از مهمترین مزایای استفاده از چرخ های چند جهته اصطکاک کم آنها در حین حرکت است. به این چرخ ها سوئدی یا omni نیز می گویند. در مدل Mecanum محور چرخ های کوچک نسبت به چرخ بزرگ زاویه 45 درجه دارد. چرخ های خورشیدی یکی از پرکاربردترین چرخ ها هستند.
