AGV之麦克纳姆轮简介

移动机器人是自动化控制技术和人工智能技术发展应用的典型体现，代表着机器人技术发展的新水平。其按照移动方式可以分为轮式(Wheeled)、腿式(Legged )、履带式(Tracked)、蜿蜒式(Serpentine)等几种类型。其中轮式是出现最早且应用最广泛的移动方式，其机械结构方式相对简单，可以在一个平面环境里提供平滑、高速、精确的运动效果。轮式移动机器人作为生产活动中应用最为广泛的机器人。

轮式移动机器人分为差动式机器人和全向移动机器人，全向移动机器人得益于无约束的运动学模型，能够在狭窄且复杂多变的环境中自由运行，比传统的差分轮模型及阿克曼模型消耗更少的能量。为了实现全向移动，一般机器人会使用全向轮(Omni Wheel)或麦克纳姆轮(Mecanum Wheel)。麦克纳姆轮作为一种经典的万向轮的结构，在万向运动机器人平台上有着重要的地位。 

Mecanum轮结构紧凑、运动灵活，3个或以上的Mecanum轮的组合，通过各个轮子之间转速与转向的配合，可以合成任意方向的力矩，从而驱动平台向任意方向进行移动，实现在平面内的全方位运动。但是，由于Mecanum轮的辊子是斜向分布，辊子受力方向与轮子前进方向不一致，轮体圆周上的辊子所受轴向力较大，辊子较易损坏，并且轮子运动时辊子一般存在滑动而并非纯滚动，辊子易磨损。轮子与地面的接触点是在圆柱面上周期性移动，在不平地面上易产生振动，其加工制造也相对困难，但随着制造技术水平的提升，这些存在的问题可以得到一定程度上的解决。 

每个Mecanum轮有3个自由度，分别是绕辊子轴心转动，绕轮子轴心转动，绕轮子和地面的接触点转动。轮子分别由独立的电机驱动，剩下的两个自由度自由转动。由三个及其以上的麦克纳姆轮可以构成全向移动机器人，实际应用中一般采用运动稳定性好的四轮结构。