大开眼界 第7期 麦克纳姆轮与全向轮

一、麦克纳姆轮

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1973年瑞士发明家Bengt Ilon在名为Mecanum的公司,发明可以任意自由方向移动的平台。他的构想是在车轮外环中固定与轴心成45°的自由滚子,这种设计,车轮旋转时成45°排列的自由滚子与地面接触,地面会给予车轮与转轴夹45°的摩擦力,此摩擦力可分为X分量与Y分量,藉由车轮的正反转或停止,改变XY分量力的方向,可让平台做各种方式的移动。


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。依靠各自机轮的方向和速度,这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量从而保证了这个平台在最终的合力矢量的方向上能自由地移动,而不改变机轮自身的方向。在它的轮缘上斜向分布着许多小棍子,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。麦克纳姆轮结构紧凑,运动灵活,是很成功的一种全方位轮。有4个这种新型轮子进行组合,可以更灵活方便的实现全方位移动功能。

基于麦克纳姆轮技术的全方位运动设备可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式。在此基础上研制的全方位叉车及全方位运输平台非常适合转运空间有限、作业通道狭窄的舰船环境,在提高舰船保障效率、增加舰船空间利用率以及降低人力成本方面具有明显的效果。

旧式Mecanum Wheel有一缺点,当遇到路面不平整时,车轮上自由滚子两侧的转轴固定处易与路面凸起的地方接触,造成自由滚子与地面接触不良的情形。为了改善,在Mecanum Wheel自由滚子的固定方式做了些改良,旧式是由旋转轴两侧固定,而新式改良为中间固定,使得自由滚子可以碰触到道路面凸起处。


应用实例

网友的麦克纳姆轮小车模型

二、全向轮

全向轮包括轮毂和从动轮,该轮毂的外圆周处均匀开设有3个或3个以上的轮毂齿,每两个轮毂齿之间装设有一从动轮,该从动轮的径向方向与轮毂外圆周的切线方向垂直。



大家在说:

王二
2015-04-13 12:08
好东西,谢谢啦
518
2014-10-23 05:14
怎么下载不了啊?
屠龙
2014-10-18 20:35
真是个人才呀!

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