麦克纳姆轮如何实现全向移动?

2025-11-12 Tag:麦克纳姆轮

麦克纳姆轮的全向移动是基于速度合成的原理。每个轮子产生的力都可以分解为两个分量:
一个向前/后的力(由轮毂主转动产生)。
一个向左/右的力(由45°的滚轮产生)。

通过控制四个轮子(通常以X形或O形布局)不同的转速和方向,可以将这些力合成,从而产生一个在平面内任意方向的合力,驱动机器人移动。

最常见的布局是 X-正方形布局,包含两个左旋轮和两个右旋轮,通常呈对角对称安装。

经典运动模式分解:
假设一个标准的X布局四轮小车:
前进/后退:
所有四个轮子以相同的速度和方向(向前或向后)旋转。
滚轮产生的横向力相互抵消,只剩下向前的合力。

横向平移(左右移动):
向左平移:左前轮和右后轮向后转,右前轮和左后轮向前转,且速度大小相等。

向右平移:与向左平移相反。
此时,所有轮子向前/后的力相互抵消,只剩下向左或向右的合力。

原地旋转:
小车一侧的两个轮子向前转,另一侧的两个轮子向后转。
例如,顺时针旋转:左侧两轮向前,右侧两轮向后。

斜向移动:
通过控制四个轮子以不同速度、不同方向组合,可以实现沿任意角度的移动。

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