Mecanum Rad oder Omniwheel? Ein Vergleich

[TheClerk]

Hallo, liebes Forum,

ich möchte einen Roboter bauen, der relativ schwer werden wird (~120kg ohne Antrieb) und bei dem der Schwerpunkt relativ hoch liegt. Er muss sich auf der Stelle drehen können und ein omnidirektionaler Antrieb ist auch gewünscht.

Dafür kommen ja eigentlich nur Omniwheels oder Mecanumräder in Betracht. Die Frage ist nun, ob jeweils 3 oder 4 und welche Sorte denn jetzt?

Wo liegen die Vor- und Nachteile der Konzepte?

Was ich bisher weiß:
Ich tendiere zum 4-Rad-Antrieb, da der Roboter damit stabiler steht bzw. fährt. Hängt man die Räder gefedert auf, müsste sich auch das Problem der 4 Punkte in einer Ebene lösen lassen.
Die 3-Rad-Variante hat allerdings den Vorteil, dass sich die Räder besser unter das 6-Eckige gestell bauen lassen und man keine Federung benötigt.

Sich auf der Stelle drehen und in jede beliebige Richtung zu fahren ist mit beiden Arten von Rädern möglich. Ist die Steuerung sehr stark unterschiedlich?

Danke für ein paar hilfreiche Gedanken zu dieser Frage ;)

[radbruch]

Hallo

Mit beiden Antriebarten habe ich schon Versuche unternommen, allerdings nicht in dieser Gewichtsklasse. In wieweit sich meine Erkenntnisse auf deine Anwendung übertragen lassen kann ich nicht sagen:

Mecanum:
https://www.roboternetz.de/community/showthread.php?31035-monoleg-Der-einbeinige-Roboter&p=303568&viewfull=1#post303568 (und folgende)
http://radbruch.roboterbastler.de/rp6/mecanum-rp6/mecanum-rp6_10.jpg

Omniwheel:
http://www.youtube.com/watch?v=wIwsT-f-TYU (selber Thread ;)
http://www.youtube.com/watch?v=Z7VJT-kw9VQ

Omniwheels sind im Aufbau einfacher und benötigen nur drei Antriebseinheiten. Sie kippen nicht und passen vom Design viel besser zu einer sechseckigen Plattform. Sie haben viel mehr Schlupf (damit meine ich nicht den Grip zum Untergrund!) weil eine Bewegung der Plattform in eine bestimmte Richtung nahezu immer quer zu den Einzelrollen- und Hauptdrehrichtungen erfolgt. Dadurch ist aber auch der Schiebedruck auf die Lagerungen geringer als beim Mecanum-Antrieb. Dieser erzeugt direkt eine Kraft quer zum Boden und drück die Räder zusammen oder auseinander. Das erschwert deutlich den Bau einer passenden Federung.

Es gibt auch noch eine dritte omnidirekionale Antriebstechnik: Einzeln gelenkte Antriebsräder:

http://www.youtube.com/watch?v=dqPMegizjwk
http://www.google.de/search?q=Mehrwegestapler
http://www.google.de/search?q=Hundeganglenkung

Eine sehr pfiffige Sechsradlösung (allerdings nicht angetrieben):
http://www.iml.fraunhofer.de/content/dam/iml/de/documents/OE%20140/Variabler%20Fahrantrieb.pdf

http://www.explorer4x4.de/files/jeep_hurricane3_428.jpeg
(Bild von http://www.explorer4x4.de/viewtopic.php?p=17331&sid=0adc31a0e5e797fe009ceed133f655d5#17331)

Gruß

mic

[ranke]

Dafür kommen ja eigentlich nur Omniwheels oder Mecanumräder in Betracht

Drei (oder mehr) gewöhnliche Räder rund um die Hochachse schwenkbar wären wohl auch noch eine Option.

Die Dreiradoption ist immer die preiswerteste. Dagegen spricht wohl hauptsächlich die Kippgefahr, das muss man sich eben genau ansehen, was man bei der den gegebenen Verhältnissen zulassen kann. Bei dem Gewicht würde ich (fast) immer eine Federung verwenden. Das müsste man nach Ebenheit des Untergrunds, Fahrgeschwindigkeit, Federwirkung durch Elastizität der Räder/Radaufhängungen und Belastbarkeit der Räder/Aufhängungen entscheiden.

[HannoHupmann]

Ich wollte auch mal einen Roboter mit Mecanumrädern bauen, aber ich hab in Deutschland keinen Händler dafür gefunden. Bleibt also nur selber bauen oder teuer im Ausland kaufen.
Mit den Omniwheels seh ich das Problem, dass die einfach nur für glatten Untergrund geeignet sind. Schon bei kleinen Kanten bekommen die aufgrund ihrer Anordnung Probleme. Für "draussen" absolut ungeeinget.
Abgesehen davon gibts Omniräder auch nur für "kleine" Roboter günstig. Bei einem Roboter mit 120kg wirst du eh sehr sehr viel Geld in die Aufhängung und Lagerung investieren müssen.

[TheClerk]

Vielen Dank, für die Antworten. Das System des Fraunhofer Instituts sieht sehr interessant aus, ist aber in der Umsetzung zu aufwändig, denke ich.
So wie es aussieht, bekommt der Roboter sowieso 6 Räder auf den Ecken, die nicht angetrieben und frei drehbar sein werden. Von daher benutze ich vielleicht wirklich 2 Räder, die sich um die Hochachse schwenken lassen.