麦克纳姆轮（全向轮）机器人运动原理

liuviking

节选自机械cax360麦克纳姆轮机器人可以做出正常的小车前进、后退、左转、右转的功能外，还能实现横向移动、斜对角移动等炫酷的动作，故也称为全向轮，如下效果：


横向侧向斜向怎么移动都行！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。麦克纳姆轮的轮缘上斜向分布着许多小棍子，故轮子可以横向滑移。轮组运行过程：轮子和滚子轴线的空间夹角通常为45°，每个轮子具有3 个自由度: 绕轮子轴心转动、绕滚子轴心转动以及绕轮子和地面的接触点转动。


轮组运行过程：轮子和滚子轴线的空间夹角通常为45°，每个轮子具有3 个自由度: 绕轮子轴心转动、绕滚子轴心转动以及绕轮子和地面的接触点转动。轮子由电机驱动绕轮轴转动，其余2 个自由度随动。 N个电机各驱动一个麦克纳姆轮，通过N个轮子不同的转速和转向组合，实现车体的全向移动。


麦克纳姆轮的前进或后退


四个车轮朝同一个方向旋转，而四个车轮的合力指向我们前进或后退的方向。


（前进车轮受力图）


左右横移时，四个车轮朝不同方向转动，四个轮子的合力朝向移动的方向
（向右横移车轮受力图）




当要朝某一个角度移动的时候，只需要两个车轮旋转，其他两个保持静止。
四个轮子的合力朝向移动的方向
（左斜向下移动车轮受力图）


麦克纳姆轮各方向转向示意图