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,双向轴承,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。







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麦克纳姆轮主要由轮毂、辊子和连接部件构成:
1、轮毂
是麦克纳姆轮的中心支撑,多为圆筒状,用高强度合金钢或铝合金等材料制成,以保证强度并控制重量。其有特定连接结构,如凹槽、孔位,WH-04双向轴承,用于连接辊子,内部还有加强筋等增强整体强度和刚性,为轮子提供稳定支撑。
2、辊子
数量与分布:在轮毂外周均匀分布,数量通常在4-16个,依轮子尺寸、应用场景和承载能力而定。
角度设置:辊子轴线与轮毂轴线呈45度夹角,这是实现移动的关键,能使轮子转动时产生的摩擦力分解为纵向和横向分力,实现多种复杂运动。
外形与材质:多为圆柱形,材质有橡胶、聚氨酯等,这些材料耐磨性和弹性好,能在不同地面产生稳定摩擦力。
3、连接部件
辊子与轮毂连接:可通过轴销连接,或采用轴承连接以减少摩擦,WH-01双向轴承,提高运动效率和寿命,但轴承成本高且需定期维护。
轮毂与外部驱动连接:可直接连接电机轴,或通过传动带、链条、齿轮等传动装置连接,后者可调整传动比以满足速度和扭矩要求。