Битва роботов и колеса mecanum

[A_I]

Собрались с внуками подать заявку на след. год на битву роботов до 1.5 кг(детский вариант). В частности встал вопрос о шасси. Точно будет два передних ведущих колеса, а сзади просто поворотные ( скорее всего шарикового типа).
Заинтересовали mecanum
из-за возможности маневрирования в большом диапазоне без использования рулевых реек.
Однако есть и минусы у этих колес. Всё это мы прочитали и вроде как поняли (заказал пару - левое, правое).
Пока идут интересно бы понять, с таким использованием как указано выше (два передних ведущих mecanum и два задних просто поворотных) получится ли активно маневрировать?
PS заказаны также и обычные со злой резиной - для танковых разворотов. Испытаем конечно и те и другие, может даже сделаем сменными - на случай против каких-то конкретных роботов…

[EUgeneUS]

A_I в сообщении #1728086 писал(а):

Заинтересовали mecanum

Вы бы хоть картинки какие размещали. А то пришлось погуглить, что это такое

И оказалось, что у младшего есть игрушечный танк с такими колесами. Так что можете не только купить отдельно колеса, а и сразу готовую платформу Снимите башню с водяной пушкой и поставить какую-нибудь злую приспособу для битвы роботов

Работает он так (в принципе всё это можно прочитать в англо-вики):
Каждая сторона (два колеса) управляется собственным джойстиком на четыре положения:
1. Джойстик вперед - оба колеса крутятся вперед.
2. Джойстик назад - оба колеса крутятся назад.
3. Джойстик вправо - колеса крутятся навстречу друг другу.
4. Джойстик влево - колеса крутятся навстречу друг другу, но в другую сторону.

Пока на каждой стороне колеса крутятся в одну сторону (или остановлены) - это полный аналог гусеничного привода:
1. Обе стороны вперед - едем вперед
2. Обе стороны назад - едем назад.
3. Правая вперед, левая назад - поворот против часовой стрелки вокруг центра масс.
4. Правая назад, левая вперед - поворот по часовой стрелки вокруг центра масс.
5. Правая вперед, левая стоп - поворот против часовой стрелки вокруг левой стороны.
6. Правая назад, левая стоп - поворот по часовой стрелки вокруг вокруг левой сторны.
7. Правая стоп, левая назад - поворот против часовой стрелки вокруг правой стороны.
8. Правая стоп, левая вперед - поворот по часовой стрелки вокруг правой стороны.

Интересное начинается, если колеса на одной стороне крутятся в разные стороны, тогда возможны варианты:
1. Оба джойстика вправо - двигаемся вправо без поворота.
2. Оба джойстика влево - двигаемся влево без поворота.
Что и составляет преимущество этих колес по сравнению с гусеницами.

На двух колесах этого не получить, нужно минимум четыре. ИМХО.

[A_I]

EUgeneUS, спасибо за советы, конечно, но у нас «свой путь», обусловленный разными причинами (ну, к примеру, - жесткие ограничения по массе и размерам. А так можно было бы взять готовую платформу подходящего размера с уже установленными мотор-редукторами и колесами, и на фига танки покупать?)
Масса до 1.5 кг, размеры не более 25х25х25 см. Ну у нас будет автономный, бонусом 1 кг, но всё равно буквально каждый грамм на счету..

[A_I]

Да, двумя действительно на полные возможности mecanum не поуправляешь.
Дело в том, что у меня залежались такие мотор редукторы:
https://market.yandex.ru/card/besshchetochnyy-dvigatel-mg4005-i10-dlya-robota-sobaki-24-v-rs485-18bit/4340232789?do-waremd5=aNmTLiT3NsNa_k0MU3qCKw&clid=703&ogV=-12
Четыре штуки. Они не разу не включавшиеся, ещё в коробках заводских (только версия под can шину).
Но, судя по их характеристикам, на валу редуктора максимальная частота вращения по оборота в секунду. Даже учитывая не маленький диаметр колес (и mecanum и обычных 97 и 111 мм соответственно) получаем максимальную скорость робота около полукилометра в час. А по требованиям надо не менее 5.
Скоро проверим, и если это действительно так, то будем снимать шестерни планетарника. Это облегчит почти на 50 г каждый привод (сейчас их масса - 196 г каждый). Движок дает момент в пике 2.5 н м - этого вполне хватит, частота вращения вала движка соответственно >300 об в минуту. Это перекрывает требования по скорости в итоге. Управление векторное с энкодерами и скоростью и моментом и положением.
Так что я до заказал ещё два mecanum

[EUgeneUS]

Вот нашел, игрушка в точности, как у младшего.

Понятно, что использовать такое, как платформа - неразумно: корпус скорее всего перетяжелен, а в ответственных местах недостаточно прочен.
По размерам высота (со снятой башней) и ширина скорее всего пройдут. По длине - не уверен, даже если пройдет, не останется размера для "оружия".
По массе, скорее всего пройдет (со снятой башней и помпой), но запас массы для "оружия" будет небольшой.
Бегает, кстати, довольно бодро - 5 км в час точно есть.

[A_I]

[quote="EUgeneUS в сообщении #1728105

Бегает, кстати, довольно бодро - 5 км в час точно есть.[/quote]
Это интересно- как я понимаю, по сравнению с обычными колесами с одними и теми же приводами скорость перемещения тележки ниже (по идее ровно в два раза?).
А значит мощные привода у танка за такую небольшую цену..

[EUgeneUS]

A_I в сообщении #1728111 писал(а):

Это интересно- как я понимаю, по сравнению с обычными колесами с одними и теми же приводами скорость перемещения тележки ниже (по идее ровно в два раза?).

Нет, не так.

Когда все 4-ре колеса крутятся в одну сторону это ничем не отличается от обычных 4-х колес. И бежит довольно бодро, шагом не догнать, только трусцой
А когда передние и задние колеса крутятся в разные стороны, он ползет боком, тогда скорость заметно ниже. Меньше, чем скорость пешехода.

Привод - 4-ре коллекторных двигателя. Редукторы, не помню точно, но вроде бы обычные шестеренки.

Питание, штатно 2 шт. 18650. Когда они сдохли (из-за глубоко разряда), поставил 2 шт. 22650. Крышка батарейного отсека стала закрываться с натягом, и немного выпирает

[A_I]

EUgeneUS в сообщении #1728119 писал(а):

Когда все 4-ре колеса крутятся в одну сторону это ничем не отличается от обычных 4-х колес.

Вот это и надо. Тогда всё нормально- по скорости пройдём. Максимальная движка mg4005 320 об. в мин. С диаметром колес около 100 мм так и получится чуть больше 5 км в час.

[A_I]

Всё таки что-то не то.. Mecanum должны скоро прийти и в любом случае будем их тестить и 2 и 4 (возможно даже 3 - в треугольной платформе), однако такие простые рассуждения про 4 колеса и «все крутятся в одну сторону»:
Если бы ролики на колесах были зафиксированы, то только в этом случае колесо вело бы себя как обычное. Но так как ролики могут вращаться, то хоть и расположены под 45 градусов, но всё равно прокручиваются при контакте с полом. А, следовательно, происходит общая потеря скорости.
Кроме того, возможно как раз из-за такого прокручивания роликов и возможна такая «универсальность» направления движения..

[EUgeneUS]

A_I в сообщении #1728127 писал(а):

Если бы ролики на колесах были зафиксированы, то только в этом случае колесо вело бы себя как обычное. Но так как ролики могут вращаться, то хоть и расположены под 45 градусов, но всё равно прокручиваются при контакте с полом.

Нет, не так.
Зайдем с другой стороны.
Заблокируем само колесо, а ролики на нем будут свободными. Тогда есть такие степени свободы:

1. Вращение вокруг колеса (вокруг точки контакта). Но эта степень свободы "убивается" если колес больше одного.
2. Движение под 45 градусов к оси колеса - когда крутятся только ролики.

Но когда крутятся все четыре колеса в одну сторону никакого смещения вбок не происходит!
Поперечные силы (поперек оси движения) и вращающие моменты скомпенсированы.
Это означает, что при таком движении ролики на mecanum'ах не крутятся, и mecanum'ы работают, как обычные колеса.
А вот когда колеса спереди и сзади крутятся в разные стороны, вот тут-то ролики начинают работать и возникает боковое смещение (без поворота, поперек продольной оси).

A_I в сообщении #1728127 писал(а):

и в любом случае будем их тестить и 2 и 4 (возможно даже 3 - в треугольной платформе)

Рекомендую начать сразу с 4-х колесной платформы. На 2-х и 3-х колесной меканумы не будут работать, как задумывалось.

[EUgeneUS]

Кстати, а какие правила? В частности,
1. Какие критерии победы\поражения?
Например, переворот на спину - это сразу поражение или нет, если робот может продолжать двигаться?
2. Требования к размерам действуют на "начальную конфигурацию" робота? Или он вообще не может превышать эти размеры?
Например, может ли робот в процессе битвы "раскладываться" с превышением какого-то размера?

Какой тип вооружения Вы планируете использовать?

[A_I]

EUgeneUS в сообщении #1728144 писал(а):

Кстати, а какие правила? В частности,
1. Какие критерии победы\поражения?
Например, переворот на спину - это сразу поражение или нет, если робот может продолжать двигаться?
2. Требования к размерам действуют на "начальную конфигурацию" робота? Или он вообще не может превышать эти размеры?
Например, может ли робот в процессе битвы "раскладываться" с превышением какого-то размера?

Какой тип вооружения Вы планируете использовать?

Правила для мини роботов:
https://gu-st.ru/content/lending/bitvarobotov/Reglament_bitva_mini-robotov_rus.pdf
Тип вооружения - скорее всего опрокидыватель в вде вертикального спиннера. Ну или дальше посмотрим..

(Оффтоп)

там надо при подаче заявке в частности чертежи в виде компасовских файлов и/или stl если для 3д печати или под станок чпу, короче - та ещё запара...

[EUgeneUS]

A_I в сообщении #1728149 писал(а):

Правила для мини роботов:

Спасибо. Там не все понято, конечно.
Например, фраза про обездвиживание странно построена.
Да, ладно.

Вот такие идеи, может будут полезны.

1. Управление движением:
а) джойстик в двух плсокостях:
вперед-назад, вправо-влево. Вправо-влево - движение боком, "крабом".
б) Крутилка с энкодером и большой круглой ручкой - повороты вокруг вертикальной оси. Причем угол поворота ручки должен соответствовать углу поворота робота вокруг своей оси.
Таким образом, получим интуитивное управление с использованием преимущества меканумов.

2. Платформа.
Платформа должна представлять коробку, симметричную относительно переворота с "живота на спину".
Передних и задних свесов быть не должно.

3. Оружие.
"Вилочный опрокидыватель" с доработками напильником.
Ось привода опрокидывателя располагается между колесами, на высоте колес.
Собственно опрокидыватель представляет собой П-образную раму. На перекладине которой закреплено:

а) Жестко закреплены вертикальные элементы. Располагаются напротив колес. Их назначение двоякое:
- при толкании упор происходит в них, а не в колеса.
- можно резко опрокинуть раму назад, при этом будет нанесен колющий или рубящий (в зависимости от конструкции и этих частей) удар сверху.
б) Вращающаяся вилка. Вращающаяся, чтобы в размер попопасть.
1. В начальном положении. П-образная рама поднята вертикально вверх. Вилка несколько наклонена для уменьшения вертикального размера.
2. В боевом положении. П-образная рама опускается в горизонтальное положение. Вилка под своим весом также опускается в горизонтальное положение и выходит на упор в узле вращения.

Такая конструкция абсолютно устойчива к перевороту на спину.
При перевороте на спину, П-образная рама просто перекидывается спереди назад и получается ровно такая же конфигурация.
Только управление инвертируется, но под это можно сделать специальный тумблер на пульте
При необходимости можно реализовать обратный переворот на "живот" - вокруг оси привода П-образной рамы (с помощью колесами в перевороте). Кстати, вот именно для этого должны быть исключены передние и задние свесы.

[A_I]

Да, тоже думали про симметричную платформу относительно переворота. Но тут следующее - у нас будет полностью автономный робот на базе ии с нейропроцессора orange pi5. Сетка дообученная yolov8n - её потянет с частотой 10-15 fps. Думаю, вполне достаточно главный цикл обмена 10 Гц. Сетку может даже дообучивать не будет необходимости - на пробных нескольких фотках роботов определяет как toy игрушка. Да ради бога- лишь бы более менее однозначно. К тому же на всякий случай будет инфракрасный д

-- добавлено через 9 минут --

Поэтому у нас будет бонус 1 кг (то есть общий вес до 2.5 кг). Что позволит дополнительно задействовать ещё одну фишку, о которой пока не хотелось бы подробно говорить. Орудие может быть разное, но учитывая большой относительно вес (в том числе за счет упомянутой выше фишки), наиболее эффективно должно работать что-то переворачивающее

-- добавлено через 9 минут --

Поэтому есть надежда, что перевернуть нас не смогут

[EUgeneUS]

A_I в сообщении #1728176 писал(а):

Но тут следующее - у нас будет полностью автономный робот на базе ии с нейропроцессора orange pi5.

Одно другому не противоречит.

A_I в сообщении #1728176 писал(а):

Сетку может даже дообучивать не будет необходимости - на пробных нескольких фотках роботов определяет как toy игрушка.

Кроме распознавания, ИМХО, выглядит необходимым
1. Составление карты ринга с разметкой положения ловушек.
2. "Решатель", который выбирает наиболее тактически выгодное положение (с учетом расположения противника и ловушек).
3. "Библиотека" тактических приемов.

A_I в сообщении #1728176 писал(а):

Поэтому у нас будет бонус 1 кг (то есть общий вес до 2.5 кг). ..., наиболее эффективно должно работать что-то переворачивающее

ИМХО, если есть преимущество в массе, то наиболее эффективным может оказаться "столкнуть в ловушку".