计算麦克纳姆轮的效率


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我是FIRST机器人小组的成员,我们正在考虑将Mecanum轮用于我们的机器人。

与常规相比,使用麦克纳姆轮有哪些优缺点?从Google的角度看,Mecanum轮似乎提供了更多的机动性,但牵引力却不足。还有其他优点或缺点吗?

与普通车轮相比,Mecanum车轮的效率降低还是更高?如果是这样,是否有一种量化方法来确定多少?

我是否可以使用方程式来计算效率(或效率低下)和/或向前,向侧面或以任意角度移动的速度?

带有麦克纳姆轮的机器人的图片:

机器人使用麦克纳姆轮


神奇的第一个问题@ Michael0x2a,我一直对这些轮子着迷,我很想知道更多关于它们在实践中的工作情况。
Mark Booth

Answers:


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由于每种车轮的各种优点和缺点,效率是不正确的比较。比较不同类型的车轮的效率就像比较苹果和橘子。

但是,比较速度和力可以很好地比较不同类型的车轮。这是一个提供快速简单比较的表格(请注意,这是假设轴承无摩擦且牵引力相等!):

车轮比较表

尝试考虑滑点会变得毛茸茸。来自论文列表顶部的论文 “四轮麦克纳姆车的运动学分析” :

通常,这个问题没有解决方案,因为它代表了联立线性方程组的超定系统。这的物理含义是:如果为四个车轮选择了四个任意的旋转速度,则通常不会有车辆运动,这不涉及地板上的某些车轮“擦洗”(打滑)。但是,可以找到生成“最佳拟合”最小二乘解的矩阵[F]


我不得不抬头看Omni车轮,否则答案很好。如果您想使用它来举例说明麦克纳姆轮和全向轮之间的区别,则此图像属于公共领域。
Mark Booth

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我有一些在室内和室外使用麦克纳姆轮的经验(不少于草地,沙子和灰尘)。

明显的优势是完整的运动。缺点是重量(商业上可利用的车轮太重了)和成本。对于给定的胎面材料,由于较小的接触面积和45%的滚轮,牵引力将沿着普通轮的线的65-70%。

与滑行转向相比,麦克纳姆轮在转向时没有额外的摩擦,这是一个优势。

与转向/蟹形驱动系统相比,Mecanum车轮将更简单,甚至更可靠。

一切总是关于权衡。如果我将理想的麦克纳姆系统与理想的弧形驱动系统(完整的360度旋转,极快的车轮方向)进行比较,则该弧形在性能上会取胜,因为它具有完全的牵引力。

但是,理想的转向系统比麦克纳姆轮昂贵且难以实施。

效率是一个亟待解决的问题。理想的麦克纳姆轮在任何方向移动时都将等同于任何其他系统,并且其转动比打滑转向系统要好。实际上,滚轮具有合理的摩擦力,因此侧向行驶比向前行驶效率低。

要获得准确的数字,将需要进行许多相当准确的测量,这是不实际的。


如果您正在寻找
弯道

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您可能想查看FRC 1114 Simbotics的网站,尤其是 http://www.simbotics.org/resources/mobility。我指导的FTC团队以此为出发点。


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