1、基本原理基于力的分解与合成
麦克纳姆轮的轮缘分布着许多小辊子，这些辊子的轴线与轮毂轴线呈一定角度（通常是 45°）。当轮子转动时，辊子与地面接触并产生摩擦力。
根据力的分解原理，这个摩擦力可以分解为纵向（沿轮子的滚动方向）和横向（垂直于轮子的滚动方向）两个分力。由于辊子的特殊角度，纵向和横向分力大小相等。
2、实现多方向移动的方式
前进和后退：当四个麦克纳姆轮同向同速旋转时，每个轮子的纵向分力叠加，横向分力相互抵消，设备就像使用普通轮子一样向前或向后直线移动。例如，在机器人向前移动时，所有轮子的小辊子产生的摩擦力的纵向分力推动机器人向前运动。
左右平移：要实现左右平移，使对角线上的两个轮子同向同速旋转，另外一对对角线上的轮子反向同速旋转。例如，让左前和右后轮子正转，左后和右前轮子反转。此时，左侧两个轮子产生向右的横向分力，右侧两个轮子产生向左的横向分力，纵向分力相互抵消，设备就可以向左或向右平移。
斜向移动：通过调整各个轮子的转速和方向，可以使设备向任意斜向移动。例如，若想让设备向右前方斜向移动，使右前和左后轮子的转速大于左前和右后轮子的转速，且右前和左后轮子正转，左前和右后轮子也正转，这样就能合成向右前方的合力，实现斜向运动。
原地旋转：使相邻的两个轮子同向同速旋转，另外相邻的两个轮子反向同速旋转。例如，让左前和左后轮子正转，右前和右后轮子反转。此时，左右两侧的横向分力和纵向分力分别形成扭矩，使设备在原地旋转。
麦克纳姆轮可实现全向移动，其结构特殊，由轮毂与呈 45 度角排列于轮毂的辊子组成。
以四麦克纳姆轮的移动平台为例，当 A、C 轮同向同速前转，B、D 轮静止，平台向前直线移动，因 A、C 轮向前摩擦力合力推动。若 A、C 轮反向同速转，B、D 轮静，平台原地旋转，A、C 轮摩擦力形成绕中心力矩。A 轮前转，C 轮后转，B、D 轮静时，平台向左平移，由 A 轮向前与 C 轮向后摩擦力水平分力合成向左合力。
通过控制四轮不同转动方向与速度，能合成多种方向与大小的合力，让平台完成前行、后退、横移、斜向、原地旋转等全向运动。
此原理使移动设备在有限空间机动性大增。如自动化车间搬运机器人可在窄道货架间穿梭作业；物流仓库能快速换位存取货物；航天用于航天器姿态与特殊地形移动；让特种车在战场灵活机动。
麦克纳姆轮是由瑞典的麦克纳姆公司发明的一种移动轮子结构，具有显著的特点和优势。
其特点主要体现在结构上：它由主体轮辋和一组均匀排布在周围、与主轴线呈45°角的回转辊子组成；小辊子的母线是等速螺旋线或椭圆弧近似而成。这种特殊设计使得装备了它的车辆能够在不改变自身方向的前提下向任意方向前行或者后退，且能够连续地滚动前进。根据夹角的不同可以分为互为镜像关系的A轮和B轮，这样的结构赋予了它高度的灵活性以及的移动能力。此外部分还含有减震环(装置)，增强了使用的平稳性。而该轮的优势则在于这些特性在实际应用中的体现和应用范围上：首先它能够适应狭小空间内的灵活操作需求；其次由于可以原地旋转及斜向行驶等特点提高了空间的利用效率并增加了设备的机动性能，如在工业自动化领域中广泛应用于物流搬运机器人以及各类物料转运小车等设备中，不仅提升了工作效率还降低了生产成本和风险概率；它还具备较好的稳定性和简单的结构设计配置等优势条件为不同场景提供了更多可能性选择方案。
以上信息由专业从事麦克纳姆轮生产厂家的正彤机械于2025/3/5 10:48:36发布
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