麦克纳姆轮与全向轮的区别

2020-12-02 10:17:22 IT

麦克纳姆轮是瑞典麦克纳姆公司的专利。这种全方位移动方式是基于一个有许多位于机轮周边的轮轴的中心轮的原理上,这些成角度的周边轮轴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。在它的轮缘上斜向分布着许多小滚子,故轮子可以横向滑移。小滚子的母线很特殊,当轮子绕着固定的轮心轴转动时,各个小滚子的包络线为圆柱面,所以该轮能够连续地向前滚动。麦克纳姆轮结构紧凑,运动灵活,是很成功的一种全方位轮。有4个这种新型轮子进行组合,可以更灵活方便的实现全方位移动功能。

 

全向轮与麦克纳姆轮的共同点在于他们都由两大部分组成:轮毂和辊子(roller)。轮毂是整个轮子的主体支架,辊子则是安装在轮毂上的鼓状物。全向轮的轮毂轴与辊子转轴相互垂直,而麦克纳姆轮的轮毂轴与辊子转轴呈 45° 角。理论上,这个夹角可以是任意值,根据不同的夹角可以制作出不同的轮子,但最常用的还是这两种。

全向轮与麦克纳姆轮(简称「麦轮」)在结构、力学特性、运动学特性上都有差异,其本质原因是轮毂轴与辊子转轴的角度不同。经过分析,二者的运动学和力学特性区别可以通过上面表格来体现。

近年来,麦轮的应用逐渐增多,特别是在 Robocon、FRC 等机器人赛事上。这是因为麦克纳姆轮可以像传统轮子一样,安装在相互平行的轴上。而若想使用全向轮完成类似的功能,几个轮毂轴之间的角度就必须是 60°,90° 或 120° 等角度,这样的角度生产和制造起来比较麻烦。



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