实际上,凭借麦克纳姆轮作底轮,你将可以实现360度任意方向无死角的“平移”,还能够边旋转边移动,秒变“暴走陀螺”!
首先它是长这个样子的
可以看到,一个麦克纳姆轮由轮辐(大轮子)和固定在外周的许多小滚子(小轮子)构成,轮子和滚子之间的夹角通常为45°
再看图了解下轮子的分解结构吧
接下来是麦轮的组合方式
麦轮一般是四个一组使用,两个左旋轮,两个右旋轮。左旋轮和右旋轮呈手性对称,区别如下图:
(左图为右旋轮,右图为左旋轮)
而麦克纳姆轮的最常见布置方式和受力图如下:
那么麦克纳姆轮是如何通过这种四个轮子间的特定组合实现全向移动的呢?
在麦克纳姆轮上,每个滚子具有三个自由度,一个是绕轮子轴心转动,第二个是绕滚子轴心转动,第三个是绕轮子和地面的接触点转动。
这些位于机轮周边的成角度的滚子,能够把一部分的机轮转向力转化到一个机轮法向力上面。依靠各自机轮的方向和速度,这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量从而保证了这个平台在最终的合力矢量的方向上能自由地移动,而不改变机轮自身的方向。
基于之前提到的四个轮子的组合方式,
假设对角线上的一对相同的轮子(左旋轮或右旋轮)同向旋转,
通过这种轮子与滚子间45度角的设计,
地面会给予车轮与车轮转轴夹45度角的摩擦力。
把这个45度的摩擦力分解为横向和纵向的两个分力,
那么,通过四个轮子间不同转向的组合(先让转速相同保证向量模长相等),
可以实现横向或者纵向上的分力的抵消,而另外一个方向上的分力的相加,
这样就实现了前,后,左,右四个方向的平移,
而车身不会有任何方向的旋转。如图:
也就是说,如果四个轮子同时向前(后)旋转,车子就向前(后)运动。
如果斜对角线上的一对相同的轮子同向旋转,
另一个对轮子以另一个方向旋转,车子就向左(右)平移。
来源:
国产RS行走轮箱
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