Mecanum-Rad

Mecanum-Rad

Rollstuhl mit Mecanum-Rädern

Das Mecanum-Rad ist ein Rad, das einem damit ausgestatteten Fahrzeug omnidirektionale Fahrmanöver erlaubt, ohne mit einer mechanischen Lenkung ausgestattet sein zu müssen. Es wird manchmal nach seinem schwedischen Erfinder Bengt Ilon auch Ilon-Rad genannt. Ilon erfand dieses Rad 1973 als Ingenieur bei der schwedischen Firma Mecanum AB.

Technik

Auf dem Umfang (der „Felge“) des Rades sind mehrere drehbar gelagerte tonnenförmige Rollen meist im Winkel von 45 Grad zur Achse des gesamten Rades angebracht. Ausschließlich diese Rollen stellen den Kontakt zum Boden her. Diese Rollen haben keinen direkten Antrieb und können sich frei um ihre schräge Lagerachse drehen. Das gesamte Mecanum-Rad dagegen wird von einem Antriebsmotor mit veränderlichem Drehsinn und variabler Drehzahl angetrieben.

Die damit ausgestatteten Fahrzeuge haben üblicherweise vier solcher Räder, die im Rechteck („Wagenanordnung“) angeordnet sind. Die Achsen der geneigten Rollen müssen dabei an der Auflageebene entweder sternförmig zur Fahrzeugmitte zeigen oder alle Winkelachsen der Rollen müssen auf einer Kreisprojektion liegen (unterschiedliche Wahl der Winkel der Rollen an Vorder- und Hinterachse – jeweils +45° oder –45° zur Achse des Mecanum-Rades). Wird dieses Kriterium nicht beachtet, lassen sich keine omnidirektionalen Antriebskräfte erzeugen.

Die Drehzahl und die Drehrichtung eines jeden Rades ist einzeln ansteuerbar. Durch individuelle Drehrichtungswahl der Räder entstehen gegenüber der Fahrbahn Kraftvektoren, die sich durch die beweglichen Rollen in zwei Richtungen ausbilden, jedoch in der Summe mit den Vektoren der anderen Räder zu einer Gesamtbewegungsrichtung oder auch einem Drehmoment für das gesamte Fahrzeug summieren. Dabei ist entscheidend, dass sich je nach Richtung der Kräfte die Rollen auf dem Untergrund teils in Drehung versetzen oder einfach nur durch das Rad, auf dem sie sich befinden, abgerollt werden, ohne sich selbst zu drehen – beispielsweise bei Vorwärts-Geradeausfahrt. Im Extremfall kann so ein Fahrzeug lediglich durch gegensätzlichen Drehsinn von Rädern der Vorder- und Hinterachse quer verfahren, ohne sich „vorwärts“ zu bewegen oder eine Drehung um die Hochachse ausführen zu müssen.

Anwendungszwecke sind z. B. Förderfahrzeuge, Mobilitätshilfen für gehbehinderte Menschen, fahrerlose Transportfahrzeuge oder die Robotik.

Geschichte

Die United States Navy kaufte das Patent von Ilon und entwickelte es 1980 in Panama City weiter. Die Navy benutzte es, um Lasten auf Schiffen zu transportieren.

1997 zahlte die Firma Airtrax Inc. und einige andere Firmen an die Navy je 2500 US-Dollar und erhielten dafür die Rechte an der Technik sowie einige alte Zeichnungen zur Arbeitsweise der Motoren und der Kontroller. Die Firma baute damit unter anderem einen Gabelstapler, der sich gut in engen Räumen bewegen lässt.

Siehe auch: Omnidirektionaler Antrieb

Weblinks

• Patent US3876255: Wheels for a course stable selfpropelling vehicle movable in any desired direction on the ground or some other base. Angemeldet am 13. November 1972, veröffentlicht am 8. April 1975, Anmelder: Bengt Ilon Erland, Erfinder: Bengt Ilon Erland.
• Airtrax, Hersteller von Arbeitsbühnen; zeigt u. a. Videos von Fahrzeugen, die sich seitwärts bewegen und auf der Stelle drehen können
• Antriebskonzept von Mecanum-Rädern bei www.miag.de
• YouTube-Video eines Modell-Roboters mit Mecanum-Rädern