先看個大號Mecanum輪的應用圖

“第一部分：Mecanum輪是什么麥克納姆輪最早是美國麥克納姆公司為了在航母上移動物資的機器人而設計的全方位移動輪子，相對全向輪來說，麥輪可以通過其轉速和安裝方法來合成在任意方向的合力。所以它可以讓車全方向移動，所以麥輪的車需要四個電機單獨驅動每個輪子。國內某軍工產品，國產驕傲啊全向移動意味著可以在平面內做出任意方向平移同時自轉的動作。為了實現全向移動，一般機器人會使用「全向輪」(Omni Wheel)或「麥克納姆輪」(Mecanum Wheel)這兩種特殊輪子。優缺點才是使用可能性關鍵麥克納姆輪(Mecanum Wheel)優點：全方向移動、外形酷。缺點：貴、加工難(九成都是金屬的)、重、速度慢、壽命不長(相對于傳統膠輪來說)、每輪子需要電機單獨驅動。全向輪(Omni wheel)優點：在大的機器人上可以使其在原地轉向時大大減少橫向摩擦力(增加壽命)、便宜(九成都是塑料的)、簡化結構(有三個全向輪組成的圓形底盤設計)、有些設計可以只用兩個電機驅動。缺點：可以被橫向推著走(橫向無法固定)、承重不行(也可能是設計問題)兩者共同缺點：

會在橫向上卸力(特殊情況)、需要在比較平坦的地面使用;

容易產生震動！尤其麥輪，震動的比較厲害，普遍都需要有指南針和陀螺儀矯正。

“第二部分：制作材料(這才是重點)材料要求：強度高，耐磨，壓縮永久變形小和不脫膠。金屬骨架：這個自己選。膠層：

• 常見的有橡膠，聚氨酯和尼龍；(一般來說，由于聚氨酯優異的物理性能，使用較多)

• 聚氨酯推薦MDI體系和NDI體系，常見外企廠商：朗盛，科思創，科意，ERA等，國內廠商，淄博一諾威，華天等

熱硫化膠水：推薦CILBOND高性能粘合劑(非常良好的粘接和動態性能，之前文章也有提過)

學霸

繼續

往

下

看

！

“第三部分：Mecanum輪的計算理論和安裝根據具體情況：自己選看

全向輪與麥克納姆輪(以下簡稱「麥輪」)在結構、力學特性、運動學特性上都有差異，其本質原因是輪轂軸與輥子轉軸的角度不同。經過分析，二者的運動學和力學特性區別可以通過以下表格來體現。計算過程如下，供參考，學霸可點開大圖驗算：近年來，麥輪的應用逐漸增多，特別是在 Robocon、FRC 等機器人賽事上。這是因為麥克納姆輪可以像傳統輪子一樣，安裝在相互平行的軸上。而若想使用全向輪完成類似的功能，幾個輪轂軸之間的角度就必須是 60°，90° 或 120° 等角度，這樣的角度生產和制造起來比較麻煩。所以許多工業全向移動平臺都是使用麥克納姆輪而不是全向輪，比如這個國產的叉車：全向移動平臺 麥克納姆輪叉車 美科斯叉車另外一個原因，可能是麥輪的造型比全向輪要酷炫得多，看起來有一種不明覺厲的感覺……視頻為Mecanum wheel工作原理再看個現場版的，很適合狹小空間超重作業

麥輪的安裝方法

麥輪一般是四個一組使用，兩個左旋輪，兩個右旋輪。左旋輪和右旋輪呈手性對稱，區別如下圖(左右輪一定要分清楚)。安裝方式有多種，主要分為：X-正方形(X-square)、X-長方形(X-rectangle)、O-正方形(O-square)、O-長方形(O-rectangle)。其中 X 和 O 表示的是與四個輪子地面接觸的輥子所形成的圖形；正方形與長方形指的是四個輪子與地面接觸點所圍成的形狀。

• X-正方形：輪子轉動產生的力矩會經過同一個點，所以 yaw 軸無法主動旋轉，也無法主動保持 yaw 軸的角度。一般幾乎不會使用這種安裝方式。
• X-長方形：輪子轉動可以產生 yaw 軸轉動力矩，但轉動力矩的力臂一般會比較短。這種安裝方式也不多見。
• O-正方形：四個輪子位于正方形的四個頂點，平移和旋轉都沒有任何問題。受限于機器人底盤的形狀、尺寸等因素，這種安裝方式雖然理想，但可遇而不可求。
• O-長方形：輪子轉動可以產生 yaw 軸轉動力矩，而且轉動力矩的力臂也比較長。是最常見的安裝方式。

麥輪底盤的正逆運動學模型

以O-長方形的安裝方式為例，四個輪子的著地點形成一個矩形。正運動學模型(forward kinematic model)將得到一系列公式，讓我們可以通過四個輪子的速度，計算出底盤的運動狀態；而逆運動學模型(inverse kinematic model)得到的公式則是可以根據底盤的運動狀態解算出四個輪子的速度。需要注意的是，底盤的運動可以用三個獨立變量來描述：X軸平動、Y軸平動、yaw 軸自轉；而四個麥輪的速度也是由四個獨立的電機提供的。所以四個麥輪的合理速度是存在某種約束關系的，逆運動學可以得到唯一解，而正運動學中不符合這個約束關系的方程將無解。先試圖構建逆運動學模型，由于麥輪底盤的數學模型比較復雜，我們在此分四步進行：①將底盤的運動分解為三個獨立變量來描述；②根據第一步的結果，計算出每個輪子軸心位置的速度；③根據第二步的結果，計算出每個輪子與地面接觸的輥子的速度；④根據第三部的結果，計算出輪子的真實轉速。一、底盤運動的分解我們知道，剛體在平面內的運動可以分解為三個獨立分量：X軸平動、Y軸平動、yaw 軸自轉。如下圖所示，底盤的運動也可以分解為三個量：表示 X 軸運動的速度，即左右方向，定義向右為正； 表示 Y 軸運動的速度，即前后方向，定義向前為正；表示 yaw 軸自轉的角速度，定義逆時針為正。以上三個量一般都視為四個輪子的幾何中心(矩形的對角線交點)的速度。二、計算出輪子軸心位置的速度定義：?為從幾何中心指向輪子軸心的矢量； 為輪子軸心的運動速度矢量；為輪子軸心沿垂直于 的方向(即切線方向)的速度分量；那么可以計算出：分別計算 X、Y 軸的分量為：同理可以算出其他三個輪子軸心的速度。三、計算輥子的速度根據輪子軸心的速度，可以分解出沿輥子方向的速度 和垂直于輥子方向的速度。其中可以無視的，而其中是沿輥子方向的單位矢量。四、計算輪子的速度從輥子速度到輪子轉速的計算比較簡單：根據上圖所示的 a和 b定義，有結合以上四個步驟，可以根據底盤運動狀態解算出四個輪子的轉速：以上方程組就是O-長方形麥輪底盤的逆運動學模型，而正運動學模型可以直接根據逆運動學模型中的三個方程解出來，此處不再贅述。(友情提示：①理論太枯燥，自己酌情參考；②該部分來源于網絡整理，如有侵權請聯系本公眾號)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的麦克纳姆轮运动原理_麦克纳姆轮介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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