麦克纳姆轮全向移动机器人自旋转运动分析

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自旋运动&＃xff1a;以图 2.2&＃xff08;e&＃xff09;为例&＃xff0c;四个麦轮按照设定的方向转动&＃xff0c;对应的受力分析如图 2.3&＃xff0c;需要注意的是作用力[F1 F2 F3 F4]方向并不一定是圆的切线方向&＃xff0c;当且仅当四边形ABCD为正方形时&＃xff0c;麦轮作用力方向为圆的切线方向。具体分析如下&＃xff1a; 

麦轮作用力方向平行于辊子轴线&＃xff0c;而辊子轴线方向呈斜向45度&＃xff08;或135度&＃xff09;&＃xff0c;只有当四边形ABCD为正方形时&＃xff0c;对角线AC与左前轮、右后轮的辊子轴线垂直&＃xff1b;对角线BD与右前、左后轮的辊子轴线垂直&＃xff0c;所以麦轮作用力方向平行于辊子轴线也就意味着麦轮作用力方向垂直于正方向ABCD的对角线&＃xff0c;所以麦轮作用力方向就是正方向ABCD外接圆的切线方向。也说明&＃xff1a;四边形ABCD不为正方形时&＃xff0c;麦轮作用力方向就与四边形ABCD外接圆切线不重合。 

本文对此做一般化分析&＃xff0c;认为四边形ABCD为普通矩形&＃xff0c;这就需要对四个麦轮作用力[F1 F2 F3 F4]做分解&＃xff0c;如图 2.3所示&＃xff0c;将麦轮作用力沿四边形ABCD外接圆的切向和径向分解&＃xff0c;可知&＃xff1a;对角的两个麦轮作用力&＃xff08;[F1 F3]和[F2 F4]&＃xff09;方向平行反向&＃xff0c;大小相等&＃xff1b;左前轮和右后轮的径向分力相互抵消&＃xff0c;右前轮和左后轮的径向分力相互抵消&＃xff1b;而剩下的四个麦轮作用力的切向分力&＃xff0c;大小相同&＃xff0c;且均为顺时针方向&＃xff0c;则形成合力驱动麦轮平台顺时针旋转。同样的分析&＃xff0c;当四个麦轮转向均反向&＃xff0c;则麦轮平台逆时针旋转。 

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