麦卡纳姆轮

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安装了麦克纳姆轮的URANUS机器人

麦克纳姆轮(英語:Mecanum wheel,瑞典語:Mecanumhjul),也称艾隆轮(英語:Ilon wheel,瑞典語:ilonhjul),是一种全向轮,因为由在瑞典麦克纳姆公司(Mecanum AB)工作的工程师本特·艾隆(Bengt Erland Ilon,1923~2008)发明而得名[1],在1972年11月13日在美国专利及商标局注册。[2]

麦克纳姆轮的设计原理是在车轮的外环中安装了与轴心成45度角排列的辊子与地面接触,转动时摩擦力会产生与轮轴呈45度的反推力[3],这个斜向推力可以被分为纵向和横向两个向量。整个车体由两对拥有辊子镜像排列的麦克纳姆轮所驱动,每个车轮各自会产生相应的向量,这些向量的合力决定了车体最终的活动状态。通过调节各个车轮独自的转向和转速,可以实现整个车体前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式。[4][5]

麦克纳姆轮的优点在于结构紧凑、运动灵活,非常适合空间狭窄有限、直角弯偏多的作业环境。缺点是因为各个轮子产生的向量会相互抵消,因此同样转矩产生的净推力效率较低。同时辊轮结构较为复杂,成本也较高,抗磨损能力也远远逊于普通的单向轮胎,只适合比较平滑的陆面,遭遇粗糙复杂的地形时耐久性要大打折扣。

参考文献[编辑]

  1. ^ DE 2354404,Ilon Bengt Erland,「Rad Fuer Ein Laufstabiles, Selbstfahrendes Fahrzeug」,发行于1974-05-16 
  2. ^ US 3876255,本特·艾隆,「Wheels for a Course Stable Selfpropelling Vehicle Movable in any Desired Direction on the Ground or Some Other Base」,发行于1975-04-08 
  3. ^ Improved Mecanum Wheel Design for Omni-Directional Robots (PDF). Institute of Technology and Engineering, Massey University. November 2002 [2011-09-22]. 
  4. ^ Podnar, Gregg. "Uranus". www.cs.cmu.edu. 
  5. ^ Podnar, Gregg. "Uranus". www.cs.cmu.edu.