Obliczanie wydajności kół Mecanum

Należę do zespołu FIRST Robotics i zastanawiamy się nad użyciem kół Mecanum do naszego robota.

Jakie są zalety i wady korzystania z koła Mecanum w porównaniu do zwykłych? Patrząc przez Google, wygląda na to, że koła Mecanum dają większą mobilność, ale nie mają tak dużej przyczepności. Czy są jakieś inne zalety lub wady?

Czy w porównaniu ze zwykłymi kołami koła Mecanum są mniej wydajne lub bardziej wydajne? A jeśli tak, to czy istnieje wymierny sposób ustalenia, na ile?

Czy istnieją równania, których mogę użyć do obliczenia wydajności (lub nieefektywności) i / lub prędkości poruszania się do przodu, na boki lub pod dowolnymi kątami?

Zdjęcie robota z kółkami mekanum:

Wydajność nie jest właściwa do porównania ze względu na różne zalety i wady każdego rodzaju koła. Porównywanie wydajności różnych rodzajów kół przypomina porównywanie jabłek i pomarańczy.

Jednak porównanie prędkości i siły może dać dobre porównanie różnych typów kół. Oto tabela, która oferuje szybkie i proste porównanie (należy pamiętać, że zakłada to łożyska pozbawione fikcji i równą przyczepność! ):

Próba uwzględnienia poślizgu staje się owłosiona. Z artykułu „Analiza kinematyczna czterokołowego pojazdu Mecanum”, który znajduje się na początku tej listy artykułów :

Zasadniczo ten problem nie ma rozwiązania, ponieważ reprezentuje on z góry określony układ równań liniowych. Fizyczne znaczenie tego jest takie: jeżeli dla czterech kół wybrano cztery dowolne prędkości obrotowe, ruch pojazdu zasadniczo nie wymagałby „szorowania” (poślizgu) koła na podłodze. Można jednak znaleźć macierz [F], która generuje „najlepiej dopasowane” rozwiązanie najmniejszych kwadratów

Mam pewne doświadczenie w korzystaniu z kółek mekanowych, zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz (na trawie, piasku i ziemi).

Oczywistą zaletą jest ruch holonomiczny. Wadami są waga (dostępne w handlu koła są absurdalnie ciężkie) i koszt. W przypadku danego bieżnika przyczepność materiału będzie wynosić 65-70% w stosunku do zwykłego koła ze względu na mniejszą powierzchnię styku i 45% rolek.

W porównaniu ze sterowaniem burtowym koła mekanowe nie mają dodatkowego tarcia podczas skręcania, co jest zaletą.

Koła Mecanum będą prostsze i być może bardziej niezawodne niż układ skrętu / kraba.

Zawsze chodzi o kompromisy. Jeśli porównuję idealny układ mekanowy do idealnego układu skrętnego (pełny obrót o 360 stopni, ekstremalnie szybka orientacja koła), skręt wygrywa pod względem wydajności, ponieważ ma pełną przyczepność.

Idealny system skrętu będzie jednak kosztowny i trudny do wdrożenia w porównaniu z kołami mekanowymi.

Efektywność jest obciążonym pytaniem. Idealne koło komorowe będzie odpowiadać każdemu innemu systemowi podczas ruchu w dowolnym kierunku i będzie się obracać lepiej niż układ kierowania poślizgiem. W rzeczywistości rolki mają rozsądne tarcie, więc jazda na boki będzie mniej wydajna niż jazda do przodu.

Uzyskanie dokładnych liczb wymagałoby wielu dość dokładnych pomiarów, co nie jest praktyczne.

Możesz zajrzeć na stronę internetową FRC 1114 Simbotics, zwłaszcza http://www.simbotics.org/resources/mobility . Zespół trenera FTC, którego trenowałem, wykorzystał to jako punkt wyjścia do własnej pracy.