Berechnung der Effizienz von Mecanum-Rädern

Ich bin Teil eines FIRST Robotics- Teams und wir möchten Mecanum-Räder für unseren Roboter verwenden.

Welche Vor- und Nachteile hat die Verwendung von Mecanum-Rädern im Vergleich zu herkömmlichen Rädern? Beim Blick über Google sieht es so aus, als ob Mecanum-Räder mehr Mobilität bieten, aber nicht so viel Traktion haben. Gibt es noch andere Vor- oder Nachteile?

Sind Mecanum-Räder im Vergleich zu herkömmlichen Rädern weniger effizient oder in irgendeiner Weise effizienter? Und wenn ja, gibt es einen quantifizierbaren Weg, um zu bestimmen, um wie viel?

Gibt es Gleichungen, mit denen ich den Wirkungsgrad (oder die Ineffizienz) und / oder die Bewegungsgeschwindigkeit vorwärts, seitwärts oder in beliebigen Winkeln berechnen kann?

Ein Bild eines Roboters mit Mecanum-Rädern:

Effizienz ist nicht das Richtige für einen Vergleich, da jeder Radtyp verschiedene Vor- und Nachteile hat. Der Vergleich der Effizienz der verschiedenen Radtypen ist vergleichbar mit dem Vergleich von Äpfeln und Orangen.

Ein Vergleich von Geschwindigkeit und Kraft kann jedoch zu einem guten Vergleich der verschiedenen Radtypen führen. Hier ist eine Tabelle, die einen schnellen und einfachen Vergleich bietet ( Beachten Sie, dass dies fiktionale Lager und gleiche Traktion voraussetzt! ):

Der Versuch, Schlupf zu berücksichtigen, wird haarig. Aus der Veröffentlichung "Kinematische Analyse von Allrad-Mecanum-Fahrzeugen", die am Anfang dieser Liste von Veröffentlichungen steht :

Dieses Problem hat im Allgemeinen keine Lösung, da es ein überbestimmtes System simultaner linearer Gleichungen darstellt. Die physikalische Bedeutung davon ist: Wenn für die vier Räder vier willkürliche Drehgeschwindigkeiten gewählt werden, gibt es im Allgemeinen keine Fahrzeugbewegung, die kein "Schrubben" (Rutschen) des Rades auf dem Boden beinhaltet. Es kann jedoch eine Matrix [F] gefunden werden, die eine "Best-Fit" -Lösung der kleinsten Quadrate erzeugt

Ich habe einige Erfahrungen mit der Verwendung von Mecanum-Rädern im Innen- und Außenbereich (nicht weniger auf Gras, Sand und Schmutz).

Offensichtlicher Vorteil ist die holonome Bewegung. Nachteile sind Gewicht (handelsübliche Räder sind lächerlich schwer) und Kosten. Für ein gegebenes Laufflächenmaterial liegt die Traktion aufgrund der kleineren Kontaktfläche und der 45% -igen Rollen im Bereich von 65-70% der eines normalen Rads.

Gegenüber einer Kompaktlenkung weisen Mecanum-Räder beim Wenden keine zusätzliche Reibung auf, was von Vorteil ist.

Mecanum-Räder sind einfacher und möglicherweise zuverlässiger als ein Antriebssystem mit Ausweichen / Krabben.

Alles dreht sich immer um Kompromisse. Wenn ich ein ideales Mecanum-System mit einem idealen Swerve-Antriebssystem (volle 360-Grad-Drehung, extrem schnelle Radorientierung) vergleiche, gewinnt der Swerve an Leistung, weil er volle Traktion hat.

Ein ideales Ausweichsystem ist jedoch teuer und im Vergleich zu Mecanum-Rädern schwierig zu implementieren.

Effizienz ist eine geladene Frage. Ein ideales Kanalrad ist mit jedem anderen System vergleichbar, wenn es sich in eine beliebige Richtung bewegt, und dreht sich besser als ein Kompaktlenksystem. In der Realität weisen die Rollen eine angemessene Reibung auf, so dass das seitliche Fahren weniger effizient ist als das Vorwärtsfahren.

Um genaue Zahlen zu erhalten, wären viele ziemlich genaue Messungen erforderlich, was nicht praktikabel ist.

Vielleicht möchten Sie die Website von FRC 1114 Simbotics besuchen, insbesondere http://www.simbotics.org/resources/mobility . Das FTC-Team, das ich trainiere, hat dies als Ausgangspunkt für ihre eigene Arbeit verwendet.