Tính hiệu quả của bánh xe Mecanum

Tôi là thành viên của đội Robotics ĐẦU TIÊN và chúng tôi đang tìm cách sử dụng bánh xe Mecanum cho robot của chúng tôi.

Những lợi thế và bất lợi của việc sử dụng bánh xe Mecanum so với những người thường là gì? Từ việc xem qua Google, có vẻ như bánh xe Mecanum cho khả năng cơ động cao hơn nhưng không có lực kéo nhiều như vậy. Có bất kỳ lợi thế hoặc bất lợi khác?

So với bánh xe thông thường, bánh xe Mecanum kém hiệu quả hơn hay hiệu quả hơn theo cách nào? Và nếu vậy, có một cách định lượng để xác định bằng bao nhiêu?

Có phương trình nào tôi có thể sử dụng để tính hiệu quả (hoặc không hiệu quả) và / hoặc tốc độ di chuyển về phía trước, đi ngang hoặc ở các góc tùy ý không?

Một hình ảnh của một robot với bánh xe mecanum:

Hiệu quả không phải là điều đúng đắn để so sánh do những ưu điểm và nhược điểm khác nhau của từng loại bánh xe. So sánh hiệu quả của các loại bánh xe khác nhau cũng giống như so sánh táo và cam.

Tuy nhiên, so sánh tốc độ và lực có thể đưa ra một so sánh tốt về các loại bánh xe khác nhau. Dưới đây là bảng cung cấp một so sánh nhanh chóng và đơn giản ( Lưu ý rằng điều này giả định vòng bi hư cấu và lực kéo bằng nhau! ):

Cố gắng để đưa vào tài khoản trượt được lông. Từ bài báo "Phân tích động học của xe Mecanum bốn bánh" đứng đầu danh sách các bài báo này :

Vấn đề này, nói chung, không có giải pháp, vì nó đại diện cho một hệ thống quá hạn của các phương trình tuyến tính đồng thời. Ý nghĩa vật lý của điều này là: nếu bốn tốc độ quay tùy ý được chọn cho bốn bánh xe, thì nhìn chung không có chuyển động nào của xe mà không liên quan đến một số bánh xe "cọ sát" (trượt) trên sàn. Tuy nhiên, có thể tìm thấy một ma trận [F] tạo ra giải pháp bình phương nhỏ nhất "phù hợp nhất"

Tôi có một số kinh nghiệm với việc sử dụng bánh xe mecanum, cả trong nhà và ngoài trời (trên cỏ, cát và bụi bẩn không kém).

Lợi thế rõ ràng là phong trào toàn diện. Nhược điểm là trọng lượng (bánh xe thương mại có trọng lượng nặng) và chi phí. Đối với một lực kéo vật liệu đã cho sẽ dọc theo các đường 65-70% của bánh xe thông thường do diện tích tiếp xúc nhỏ hơn và con lăn 45%.

So với skid steer, mecanum wheel không có ma sát bổ sung khi rẽ là một lợi thế.

Mecanum wheel sẽ đơn giản hơn và có lẽ đáng tin cậy hơn một hệ thống lái cua / cua.

Tất cả mọi thứ luôn luôn là về sự đánh đổi. Nếu tôi so sánh một hệ thống mecanum lý tưởng với một hệ thống truyền động lý tưởng (xoay 360 độ hoàn toàn, hướng bánh xe cực nhanh) thì swerve thắng trong hiệu suất vì nó có lực kéo đầy đủ.

Một hệ thống xoáy lý tưởng sẽ tốn kém và khó thực hiện so với bánh mecanum.

Hiệu quả là một câu hỏi được tải. Một bánh xe mecannum lý tưởng sẽ tương đương với bất kỳ hệ thống nào khác khi di chuyển theo bất kỳ hướng nào, và sẽ chuyển hướng tốt hơn so với hệ thống lái trượt. Trong thực tế, các con lăn có ma sát hợp lý nên việc đi ngang sẽ kém hiệu quả hơn so với đi tiếp.

Để có được con số chính xác sẽ đòi hỏi rất nhiều phép đo khá chính xác không thực tế.

Bạn có thể muốn xem trang web của FRC 1114 Simbotics, đặc biệt là http://www.simbotics.org/resource/mobility . Đội ngũ huấn luyện viên FTC tôi đã sử dụng nó như một điểm khởi đầu cho công việc riêng của họ.