Расчет эффективности колес Mecanum

Я являюсь частью команды FIRST Robotics , и мы собираемся использовать колеса Mecanum для нашего робота.

Каковы преимущества и недостатки использования колеса Mecanum по сравнению с обычными? При просмотре через Google кажется, что колеса Mecanum обеспечивают большую мобильность, но при этом не имеют такой большой тяги. Есть ли другие преимущества или недостатки?

По сравнению с обычными колесами колеса Mecanum менее эффективны или более эффективны? И если да, то есть ли измеримый способ определить, насколько?

Существуют ли уравнения, которые я могу использовать для расчета эффективности (или неэффективности) и / или скорости движения вперед, вбок или под произвольным углом?

Изображение робота с колесами мекана:

Эффективность нельзя сравнивать из-за различных преимуществ и недостатков каждого типа колес. Сравнение эффективности различных типов колес похоже на сравнение яблок и апельсинов.

Однако сравнение скорости и силы может дать хорошее сравнение разных типов колес. Вот таблица, которая предлагает быстрое и простое сравнение ( обратите внимание, что это предполагает вымышленные подшипники и равное сцепление! ):

Попытка учесть проскальзывание становится волосатой. Из статьи «Кинематический анализ четырехколесного транспортного средства Mecanum», которая находится вверху этого списка статей :

Эта проблема, как правило, не имеет решения, поскольку представляет собой переопределенную систему одновременных линейных уравнений. Физический смысл этого состоит в том, что если для четырех колес выбраны четыре произвольные скорости вращения, то в общем случае движения транспортного средства не происходит, что не приводит к некоторому «вычищению» (проскальзыванию) колеса на полу. Тем не менее, можно найти матрицу [F], которая генерирует наилучшее решение для наименьших квадратов

У меня есть некоторый опыт использования колес меканум, как в помещении, так и на улице (на траве, песке и грязи не меньше).

Очевидным преимуществом является голономное движение. Недостатками являются вес (коммерчески доступные колеса смехотворно тяжелы) и стоимость. Для данного материала протектора тяга будет вдоль линий на 65-70%, чем у обычного колеса из-за меньшей площади контакта и 45% роликов.

По сравнению с бортовым поворотом, у колес Mecanum нет дополнительного трения при повороте, что является преимуществом.

Колеса Mecanum будут проще и, возможно, более надежными, чем система привода поворот / краб.

Все всегда о компромиссах. Если я сравнил идеальную систему меканума с идеальной системой привода с поворотом (полный поворот на 360 градусов, чрезвычайно быстрая ориентация колеса), то производительность поворота выигрывает, поскольку он обладает полным сцеплением.

Идеальная система поворота будет дорогой и трудной в реализации по сравнению с колесами Mecanum.

Эффективность - это загруженный вопрос. Идеальное колесо Mecannum будет эквивалентно любой другой системе при движении в любом направлении и будет вращаться лучше, чем система с бортовым поворотом. В действительности ролики имеют разумное трение, поэтому движение в сторону будет менее эффективным, чем движение вперед.

Получение точных чисел потребовало бы много довольно точных измерений, которые не практичны.

Возможно, вы захотите посетить веб-сайт FRC 1114 Simbotics, особенно http://www.simbotics.org/resources/mobility . Тренер команды FTC, которую я использовал, использовал это как отправную точку для своей собственной работы.