麦克纳姆轮的运动学原理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,麦克纳姆轮,的,运动学,原理,麦,轮,因其,特有的,构造,而,具有,独特,的,运动,方式，,也就是,实现,所谓的“,全向移动”。,关于,麦轮,实现,全向,移动,的,分析，,我们必须从其,底盘的,速度分析入手，,看看,不同组合,下,麦轮,可能,出现的,不同,运动情况。,我们将,用,学过,的,关于,运动,合成,与分解,的,知识,分,四步,分析,麦轮的,运动情况。,一、底盘运动的分解,我们知道，刚体在平面内的运动可以分解为三个独立分量：X轴平动、Y轴平动、yaw 轴自转。如下图所示，底盘的运动也可以分解为三个量：,vtx表示 X 轴运动的速度，即左右方向，定义向右为正；,vty表示 Y 轴运动的速度，即前后方向，定义向前为正；,表示 yaw 轴自转的角速度，定义逆时针为正。,以上三个量一般都视为四个轮子的几何中心（矩形的对角线交点）的速度。,二、计算出轮子轴心位置的速度,定义：,r,为从几何中心指向轮子轴心的矢量；,v,为轮子轴心的运动速度矢量；,vr,为轮子轴心沿垂直于 r 的方向（即切线方向）的速度分量；,那么可以计算出：,v=,vt+,*,r,分别计算 X、Y 轴的分量为：,vx=,vtx-,*,ry,vy=,vty+*,rx,同理可以算出其他三个轮子轴心的速度。,三、计算辊子的速度,根据轮子轴心的速度，可以分解出沿辊子方向的速度,vp,和垂直于辊子方向的速度,vv,。其中,vv,是可以无视的，而,vp=v*u=-1/,2,vx+1/,2,v,y,其中,u,是沿辊子方向的单位矢量。,四、计算轮子的速度,v,=-,vx+,vy,根据图所示的 a 和 b 的定义，有,结合以上四个步骤，可以根据底盘运动状态解算出四个轮子的转速,至此，,我们完成了,对,麦轮,一个,普通,运动的,分析，,当然,麦轮,有许多种,不同的,组合形式，,可以实现,诸多中,不同的,运动，,但是,分许,过程,都,是相,同,的，,下面，,我们将给出,几组,麦轮,的,运动,实例。,