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麥克納姆輪全向運動是一項必備技能。

2021-11-27 10:25:36

麥克納姆輪全向運動是一項必備技能。

麥克納姆輪的應用非常廣泛,如今多用于機器人研發上,這主要是因為麥克納姆輪具有全方向移動、外形酷的優點,廣泛使用于制作業、交通運送、醫藥行業、服務業等行業,代替人作業。麥克納姆輪運動過程中存在較大滾動摩擦,輥子的磨損比普通輪胎嚴重,因此適用于比較平滑的路面,若遭遇粗糙復雜的地形時耐久性要大打折扣。 麥克納姆輪的麥輪旋轉角速度與麥輪沿著輥子軸線運動的速度(實際有效速度)是呈正比關系的,且與輪轂軸線和輥子軸線夾角有關,這是麥克納姆輪平臺速度分解的基礎。 此外,由于輥子之間的非連續性,所以麥輪運動過程總存在連續微小震動,這需要設計懸掛機構等輔助機構來消除,也可改變輥子材料屬性使得輥子變軟來減小震動幅度。且輪轂結構較為復雜,單個麥克納姆輪的零部件較多,因此生產制造成本也較高。

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麥克納姆輪(也稱麥克納姆輪)的特點是排列的滾輪與輪子成一定角度,可沿輪子圓周繞自身軸線旋轉。由三個或多個按一定方式排列的麥克納姆輪組成的移動平臺在平面內具有三個自由度,可以同時獨立地前后、左右和原位旋轉,并且可以在不改變任何方向的情況下向任意方向移動。

運動學的本質是:一個與輪轂軸線成一定角度的無動力滾輪作為輪胎安裝在輪轂的外圍。滾輪不僅可以繞輪轂軸線旋轉,還可以在地面摩擦力的作用下繞各自的支撐心軸旋轉。兩種運動的結合使滾輪接觸地面的中心閉合速度與輪轂軸線成一定角度,通過調節輪轂速度可以改變滾輪中心閉合速度的大小和方向。

由若干個結構相同的麥克納姆輪按一定規律組成的輪組系統,通過改變各輪轂速度的線性組合,進而控制運動系統中心組合速度的大小和方向,使機器人實現平面3自由度的全方位運動。由于其外觀與斜齒輪相似,因此麥克納姆輪在齒輪嚙合方面也存在類似問題:為保證運動的穩定性,當一個滾輪即將與地面分離時,后一個滾輪必須與地面接觸。


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