Omniwheel Bot: Wie viele Räder?

**sigo** · 17.10.2006, 20:28

3 Räder haben noch einen klaren Vorteil:

Es sind immer alle Räder auf dem Boden, auch wenn ein Rad höher steht..

Stichwort Dreipunktauflage...

Sigo

**Günter49** · 17.10.2006, 20:58

Leider sind die momentan erhältlichen OmniRäder nicht mehr in der Lage Seitwärts zu fahren.

Beim RoboCup 2006 fuhren fast alle Smallsize und Midsize-Liga Roboter mit 4 Rädern und die konnten nach meinem Eindruck sehr wohl seitwärts fahren, ohne ihre Ausrichtung zu ändern. Die MidSize-Weltmeister Brainstormers fuhren allerdings im Robocup 2006 auf ganz normalen TRAPO-Rollen ( nur drei Räder)
http://www.ni.uos.de/index.php?id=513&L=1
Auch in diesem Video gibt es eine kurze Sequenz wo die Roboter seitwärts fahren ohne die Ausrichtung zu ändern. http://www.openrobertino.org/ -> Gallery

Vielleicht bezieht sich die Aussage ja auf eine Radanordnung von 4 Rädern wie bei einem Auto. Dann braucht man wohl sogenannte Mecanum oder Schwedenräder.
http://www.araa.asn.au/acra/acra2002...eter-Tlale.pdf
Einen Satz mit 4 solchen Räder kann man für 375$ (also fast geschenkt) hier beziehen:
http://www.andymark.biz/mecanum.htm

Man findet ganz gute Beschreibungen über die Funktionsweise der Omniwheel-Omnidrives, z.B. die von Raul Rojas (fu-fighters):
http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/WS.../omnidrive.pdf
http://www.idsia.ch/~alexander/2006/...t_preprint.pdf
http://www.inf.fu-berlin.de/lehre/SS...motors_Ue7.pdf

Gruß, Günter

**jeffrey** · 17.10.2006, 21:17

hi,
warum kann man die motoren nicht wie bei einem auto anordnen und mit panzerlenkung fahren, also unterschiedlich raddrehzahlen links und rechts?
mfg jeffrey

**Günter49** · 17.10.2006, 21:36

Weil sich dann das ganze Fahrzeug dreht, d.h. die Längsachse zeigt in die neue Fahrrichtung. Ein Omnidrive-Fahrzeug kann sich zur Seite bewegen, die Längsachse kann dabei die alte Richtung beibehalten. Als Beispiel: Ein Fahrzeug mit Omnidrive kann auf der Straße neben einer kurzen Parklücke halten und dann seitlich (also im rechten Winkel zur Straße) in die Parklücke fahren. Die Längsachse des Fahrzeugs zeigt dabei weiterhin in Richtung der Straße.

Gruß, Günter

**jeffrey** · 18.10.2006, 00:06

hi,
aber wenn diese funktion mit dem querfahren nicht gebraucht wird, dann funktioniert es auch mit der klassischen räder anordnung, dadurch sinkt der rechenaufwand.
mfg jeffrey

**toemchen** · 18.10.2006, 09:24

Also, rXenon will seinen Roboter beliebig in x-y-Richtung herumfahren, ohne ihn drehen oder rangieren zu müssen. Vermutlich geht es um Reaktionsschnelligkeit, vielleicht für einen Wettbewerb.

So.

Natürlich geht das am besten mit Omniwheels, und nicht mit einer Radanordnung wie bei einem Auto, nicht bei einem Panzerfahrwerk, nicht bei der typischen "2 angetriebene Räder, 1 Stützrad"-Anordnung.

Denkbar sind höchstens noch 2 oder mehrere angetriebene normale Räder, die aktiv um 360° schwenkbar sind. Aber selbst diese müssen erst in eine neue Position geschwenkt werden, bevor in eine neue Richtung gefahren werden kann. 1999 hatte beim Robocup das Team aus Teheran eine solche Anordnung. Damit haben sie auch gewonnen, denn die Omniwheels waren damals noch nicht von der Robotergemeinde entdeckt und alle anderen Teams hatten die 2+1 Lösung oder Panzeransteuerung von 4 Rädern.

Zurück zu den Omniwheels.

Für eine strenge x-y-Bewegung ohne Drehung des Roboters sind 4 Räder in einer irgendwie orthogonalen Anordnung eigentlich schon besser, denn tatsächlich muß man dann nur je einem Radpaar die x- oder y-Komponente der gewünschten Bewegung beaufschlagen.

Bei drei Rädern ist es im besten Fall so, daß bei einer bestimmten Fahrtrichtung (z.B. X) zwei Räder laufen und eines stillsteht und rein quer bewegt wird. Für die dazu senkrechte Y-Richtung müssen dann aber alle drei Räder bewegt bewegt werden. Es muß einfach mehr gerechnet werden. Wenn man aber sowieso beliebige Drehungen mitreinnimmt, ist es wohl auch schon wurscht.

Normalerweise ordnet man die Räder (ob 3 oder 4) so an, daß alle Achsen sternförmig nach außen zeigen. Bleiben wir mal bei vier Rädern. Wenn dann zwei Räder laufen, um den Roboter geradeaus in eine Richtung zu bewegen, ist das Ganze schön richtungsstabil: Die beiden Räder laufen idealerweise exakt gleich schnell, da kann dann gar keine Kurve entstehen. Die beiden anderen Räder werden nur passiv quer bewegt.

Aber jetzt kommt das Problem: Vierpunktauflage. Bei Unebenheiten kann es passieren, daß eines der Räder vom Boden abhebt. Wenn das eines der angetriebenen Räder ist, muß dann ein Rad ganz außen seitlich am Roboter die Kiste weiter auf Spur halten. Wie bei einem Kanu, bei dem man das Paddel nur auf einer Seite eintaucht: Das wird ne Kurve geben.

Mögliche Abhilfen:
Räder federn, oder zwei der vier Räder auf einer Pendelachse lagern, aber nicht diagonal gegenüberliegende!
Räder so anordnen. daß es eher so aussieht wie ein Fahrrad mit zwei quer zur Fahrtrichtung angebrachten Stützrädern. Dann ist der Effekt mit dem seitlich außen liegenden Antriebsrad vielleicht nicht so gravierend.

Mein Fazit:
Bei freier Bewegung in alle Richtungen und Drehung, 3 Omniwheels in üblicher Anordnung.
Bei freier Bewegung ohne Drehung, wobei sich aber immer noch alle möglichen, aus verschieden starken x- und y-Komponenten gebildete Fahrtrichtungen finden: immer noch 3 Omniwheels in üblicher Anordnung.
Bei reiner orthogonaler x- oder y-Fahrt: 4 Omniwheels in dieser seltsamen Fahrrad-Anordnung.

Gruß
Tom.

**toemchen** · 18.10.2006, 09:37

Ups...

Vergeßt das mit der "Fahrrad"-Anordnung.
Hab gerade auf dem Klo nochmal nachgedacht, und bemerkt, das Ding würde sich ja völlig willenlos um seine Hochachse drehen lassen.

Bleibt bei vier Rädern nur die normale Anordnung mit Federung.

**Einstein2312** · 18.10.2006, 13:29

omg^^ kennt jemand das auto dudu? das teil kann doch auch mit vier in der normalen "auto" anordnung seitwärts fahrn...
Mfg Einstein2312

**rXenon** · 18.10.2006, 16:28

@toemchen Erstmal vielen Dank für deinen Beitrag! Deiner hat mich abgesehen von Günters (der auch sehr hilfreich war) endlich mal ein gutes Stück nach vorn gebracht!

Also das Problem mit 4 Rädern ist wirklich nur, dass alle Räder nicht zwingend auf dem Boden sind, was aber bei glattem Parkett (auf anderen Böden können die kleinen Rollen so oder so nicht fahren) vielleicht kein so großes Problem ist ?!?

Daher werde ich mir noch einmal genau überlegen, wie ich die Geschwindigkeit für jeden Motor berechnen will und dann anhand dessen mich die Anzahl der Räder festlegen.

Bei drei Rädern gefällt mir einfach nicht, dass man wahrscheinlich immer nur 2 Motoren verwenden würde in einer Fahrtrichtung...