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简述麦克纳姆轮是如何驱动机器人在平面内实现全向平移的?

1、「全向移动」意味着可以在平面内做出任意方向平移同时自转的动作。为了实现全向移动,一般机器人会使用「全向轮」(Omni Wheel)或「麦克纳姆轮」(Mecanum Wheel)这两种特殊轮子。

编程机器人麦克纳姆(基于麦克纳姆轮的全方位移动机器人)
(图片来源网络,侵删)

2、麦克纳姆轮的独特之处在于,当机器人的四个麦克纳姆轮以特定的速度和方向旋转时,它们产生的合力可以使机器人在平面上实现任意方向的移动。

3、麦克纳姆轮运动原理是将车辆同一侧的两个麦轮以相反的方向旋转,这样沿前后方的力就会抵消,而横向的力有恰好是同一方向。

编程机器人麦克纳姆(基于麦克纳姆轮的全方位移动机器人)
(图片来源网络,侵删)

麦克纳姆轮原理

麦克纳姆轮运动原理是将车辆同一侧的两个麦轮以相反的方向旋转,这样沿前后方的力就会抵消,而横向的力有恰好是同一方向。

由四个这种轮加以组合,便可使设备实现任意方位移动的功能。并且麦克纳姆轮有着互为镜像关系的AB轮,如果A轮可以向斜向左前方、右后方运动,那么B轮就会向斜向右前方以及左后方移动。

编程机器人麦克纳姆(基于麦克纳姆轮的全方位移动机器人)
(图片来源网络,侵删)

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。

这种轮子的设计原理源于瑞典工程师Ingvar Anderson于1***3年所发明,因此得名为“麦克纳姆轮”。麦克纳姆轮的设计***用了特殊的轮辐结构,每个轮子上安装了一组45度倾斜的轮辐,这样安装的轮子可以在水平方向上自由旋转。

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。

仰望U8横向移动在于它的特殊轮胎。这种设计叫做麦克纳姆轮,是瑞典公司的发明设计,专利已经在1992年过期。麦克纳姆轮是全方位轮,轮胎由许多倾斜的滚轮构成,它可以把转向力转化到机轮的法向力上,所以轮子可以横向滑动。

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