HICKWALL は、メカナム ホイールの寿命、構造強度、振動値を継続的に改善およびアップグレードしています。 当社では、メカナムホイールの耐久性をテストするための特別な設備を備えており、さまざまなサイズのメカナムホイールに適用される複数のグレードの材料を使用し、最も厳しいテスト条件と組み合わせて、メカナムホイールを理想的な状態に改善します。 当社の最大の利点は、製品の耐久性を向上させ、強度不足や走行時の過度の振動によって車両に問題が発生しないようにすることです。

メカナムホイールは、ポリウレタン（PU）で覆われたローラーを車輪円周上に傾斜させて配置した車輪です。メカナムホイールが回転すると、ローラーの方向にのみ推進力が発生するため、様々な方向の組み合わせで回転を車輪に指令することで、車両は異なる移動パターンで移動できます。この運動特性を持っているため、メカナムホイールは AGV の主流となっています。しかし、メカナムホイールの円周が真円になるように形状が設計されているにもかかわらず、地面を転がすと規則的な振動がよく見られます。我々はこの現象について調査し、解決策を提案しました。

構造解析をしたところ、メカナムホイール周辺のポリウレタン剛性が不均一であることが振動の原因である可能性を確認し、金属芯とポリウレタン層の形状を変更することで均一な剛性を実現しました。一連の三次元有限要素解析の後、設計を確定しました。

研究で使われたメカナムホイールのサンプルは、外径 203mm、幅 105mm で、広く使用されているメカナムホイールです。車輪は 8 個のローラーを 45 度の角度で取り付けたものです。ローラーを横から見たら円になるようにローラー外径を円弧にしていますが、ローラーが入れ替わる際に高低差があります。

研究によってその高低差はローラーの変形量に起因していることが分かったため、我々の研究の目的は、運転中にメカナムホイールが高低差によって振動しないように、運転中のホイールの変形量がすべての角度で均一になるように形状を変更することです。

ローラーの圧縮変形量とポリウレタンの厚みには高い関連性があり、ポリウレタンが薄いほど圧縮変形が大きく、ポリウレタンが厚いほど圧縮変形が小さいことを発見しました。ローラーの外側の弧度が一定になるようにポリウレタンの厚みを調整し、中間の芯を変更することでローラーの圧縮変形を変化させました。この方式では、メカナムホイールを連続運転することで、ローラーの圧縮の高さを一定にすることができます。ローラーの重なった部分について解析し、運転の状況のシミュレーションを行い、ローラーの端部分の厚みの調整は中間部の厚みと連動させる必要があり、別々に対応することはできません。最適な解決策を見つけ出すためには、図 3 に示すように、ソフトウェアでモデル化して連続的に分析する必要があります。

結論は以下のようになります。
メカナムホイールの振動は、メカナムホイールのローラーの圧縮変形量からなるものであり、同じ力で圧縮量が異なるため、連続運転では規則的で高い周波数の振動が発生します。
ポリウレタンの厚みを調整することで、メカナムホイールは 200kg の重量に全角度で耐えることができ、圧縮量も一定になるため、メカナムホイール振動を低減することができるのです。