Моторизированная тележка на колесах Илона (Mecanum Wheeled Mot

На видео демонстрируется перемещение платформы с четырьмя колёсами Илона приводимых в движение четырьмя незавимо упраляемыми шаговыми двигателями. Сигнал управления передается с ИК пульта дистанционного управления от телевизора Samsung. Декодирование ИК сигнала и формирование управляющих сигналов на драйверы ШД осуществляет несложный автомат реализованный на языке Verilog для ПЛИС Lattice ECP5 в составе платы "Карно".

Про колёсо Илона (оно же "колесо Mecanum") мы узнали достаточно давно. Году в 2018 загорелись желанием изготовить свой вариант четырехколёсной тележки чтобы освоить программирование её кимематики и начали с проектирование собственно колёсного хаба. Коллега ЧПУшник полностью спроектировал колесо в 3D и даже изготовил один хаб (из двух симметричных половинок) на нашем фрезерном ЧПУ в 5-ти координатах. Долгое время этот хаб лежал на витрине и пугал своей экзотичной формой посетителей нашего офиса. В марте-апреле 2025 года у нас образовалось некоторое количество свободного времени и мы решили задействовать его с пользой, то есть дожать тему колёс Илона. Мы изготовили оставшиеся три хаба, для чего пришлось полностью переписать программу для ЧПУ чтобы сделать инверсную копию колеса. Запроектировали и изготовлили на токарном ЧПУ латунные втулки, а на 3D принтере напечатали ролики из эластичного материала. Оси роликов изготовили из калибровонного прутка Ф6 пищевой нержавейки. Собрали всё воедино и установили на платформу с четырьмя шаговыми двигателями типа NEMA17, привод на колёса от которых передается через червячные редукторы с числом редукции 1:30. Для подачи сигнала на ШД использовали драйверы DRV8825 от дешманского 3D принтера предоставленного на разграбление всё тем же коллегой. Блок управления запрограммировали на Verilog-е для разработанной ранее плате "Карно" предназначенной для обучения ПЛИСоводству. В качестве дистанционного управления выбрали пульт ДУ от телевизора, так как код его декодера очень прост в реализации на Verilog и уже применялся нами для другого аналогичного проекта.

Как видно, первая проба нашей тележки получилась не очень удачной, в ней имеются следующие проблемы:

1. Слишком большое редукционное число (1:30) делает перемещение тележки очень медленным. Радикально увеличить частоту сигнала STEP (сейчас это 16кГц при режиме MODE=1/16) не получается - шаговики теряют синхронизацию и перестают вращаться. Планируем зменить редукторы, воможно вместе с ШД на BLDC.

2. Из-за отсутствия подвески любые неровности поверхности приводят к потере сцепления одного из колёс, что моментально сказывается на направлении движения тележки.

3. Число роликов в колесе требуется увеличить (сейчас их 6 шт), чтобы обеспечить плавный переход от одного ролика к другому, иначе заметны рывки.

4. Ролики требуется изго?