Una rueda Mecanum es un diseño de rueda omnidireccional para que un vehículo terrestre se mueva en cualquier dirección. A veces se la llama rueda sueca o rueda Ilon en honor a su inventor, Bengt Erland Ilon (1923-2008), [1] quien concibió el concepto mientras trabajaba como ingeniero en la empresa sueca Mecanum AB y lo patentó en los Estados Unidos el 13 de noviembre de 1972. [2]
Consiste en una serie de rodillos externos recubiertos de goma dispuestos en un ángulo de 45° con respecto a la rueda. Cada rueda se mueve de forma independiente y la dirección de desplazamiento depende de la interacción entre las direcciones en las que se mueve cada rueda en relación con las demás.
Los usos incluyen carretillas elevadoras que requieren maniobras muy precisas, robots autónomos y sillas de ruedas .
La rueda Mecanum es una forma de rueda incansable , con una serie de rodillos externos recubiertos de goma unidos oblicuamente a toda la circunferencia de su llanta . Estos rodillos suelen tener cada uno un eje de rotación a 45° con respecto al plano de la rueda y a 45° con respecto a la línea del eje . [3] Cada rueda Mecanum es una rueda motriz independiente no direccional con su propio tren motriz , y cuando gira genera una fuerza de propulsión perpendicular al eje del rodillo, que puede vectorizarse en un componente longitudinal y transversal en relación con el vehículo.
El diseño típico de Mecanum es una configuración de cuatro ruedas con rodillos que se alternan a la izquierda y a la derecha, cuyos ejes en la parte superior de la rueda son paralelos a la diagonal del bastidor del vehículo (y, por lo tanto, perpendiculares a la diagonal cuando la parte inferior de la rueda hace contacto con el suelo). De esta manera, cada rueda generará un empuje aproximadamente paralelo a la diagonal del bastidor correspondiente. Al variar la velocidad de rotación y la dirección de cada rueda, la suma de los vectores de fuerza de cada una de las ruedas creará movimientos lineales y/o rotaciones del vehículo, lo que le permitirá maniobrar con una necesidad mínima de espacio . Por ejemplo:
Una combinación de movimientos diferenciales de las ruedas permitirá que el vehículo se mueva en casi cualquier dirección con cualquier rotación.
La Marina de los EE. UU. compró la patente a Ilon y puso a investigadores a trabajar en ella en la década de 1980 en Panama City, Florida . La Marina de los EE. UU. la ha utilizado para transportar objetos en los barcos. En 1997, Airtrax Incorporated y varias otras empresas pagaron a la Marina de los EE. UU. 2.500 dólares cada una por los derechos de la tecnología, incluidos viejos dibujos de cómo funcionaban los motores y controladores, para construir una carretilla elevadora omnidireccional que pudiera maniobrar en espacios reducidos como la cubierta de un portaaviones . Estos vehículos están ahora en producción. [ cita requerida ]
Los vehículos de orugas y los vehículos de dirección deslizante utilizan métodos similares para girar. Sin embargo, estos vehículos suelen arrastrarse por el suelo mientras giran y pueden causar daños considerables en superficies blandas o frágiles. La alta fricción contra el suelo durante el giro también requiere motores de alto par para superar la fricción. En comparación, el diseño de la rueda Mecanum permite la rotación en el lugar con una fricción mínima sobre el suelo y un par bajo. [ cita requerida ]
En competiciones de robótica juvenil como FIRST Tech Challenge y VEX Robotics, los equipos participantes suelen utilizar ruedas Mecanum. El movimiento omnidireccional que proporciona el diseño Mecanum puede dar a los robots una maniobrabilidad y flexibilidad adicionales para afrontar los objetivos de la competición y atravesar el terreno cuando la configuración del campo de juego de la competición sea adecuada para el diseño. Muchos equipos han adaptado ruedas Mecanum de proveedores como Nexus y GoBilda, o han fabricado las suyas propias. [4]
El robot móvil URANUS de la CMU [5] fue el primer robot móvil con ruedas Mecanum construido en 1985 y se utilizó durante dos décadas para la investigación de la navegación autónoma. [6] El robot "Tessellator" de la CMU, [7] diseñado en 1992 para el mantenimiento de los módulos del transbordador espacial, también utilizó ruedas Mecanum. [8]
En el EVER Monaco 2006 se presentó una silla de ruedas con ruedas Mecanum . [9]
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