6。1 研究总结 38

6。2 现状分析 39

致谢 40

参考文献 41

第一章 绪论

1。1 论文选题背景

当今社会随着时代的进步和发展，各种传统的产业和结构都需要改变和发展，对 于交通运输行业来说车轮的发展是一个尤为重要的环节。为了体现时代的进步以及社会 发展的进一步需要，扩大车轮的应用范围及其性能也成为了当今科研的热门课题。论文网

不管是在生产还是生活方面，我们现在的生活都离不开轮式结构的帮助。从传统 的单向轮过度到现如今的麦克纳姆轮也是一个必然的过程。不同于传统轮式结构的单向 运动，麦克纳姆轮可以实现全方位的运动适应性更强，适用场合也更为宽泛，是轮结构 发展史上的一次革新。而在狭小人工作业困难的场合尤其体现出了其优越性。同时它还 具有很高的运动稳定性，由于每个轮上都会装备一个电机，它的能源利用效率也极高。 由于其机械结构相对简单，对其进行控制也会方便很多。

尽管如此麦克纳姆轮的发展仍然没有完善，很多方面还需要改善，现今大多用于 机器人以及载重设备上，应用范围还不是特别的广阔。同时也存在着许多的不足如：只 能在平地上运动，运动的场合受到局限。在复杂的地势情况下，麦克纳姆轮的运动就会 受到很大的局限性，容易产生安全问题和受到不必要的损失。

1。2 麦克纳姆轮的研究现状

1。2。1  麦克纳姆轮在国外的研究现状

1。2。2 麦克纳姆轮在国内应用情况

第二章 麦克纳姆结构

2。1 麦克纳姆轮的机械结构

麦克纳姆轮主要由辊子(如图 2。1）与轮毂组成，麦克纳姆轮在外形上与斜齿轮很 相像，轮齿就相当于一个可以转动的鼓形辊子。辊子的轴线和车轮本身的轴线成一定的 角度，这个角度可以自己定义，一般都是取 45 度角。麦克纳姆轮的辊轮一般都有三个 自由度，小辊轮在绕着自己本身转动的同时也可以围绕着车轴转动，并且辊轮也可以绕 着辊轮与地面的接触点转动。因此，这使得麦克纳姆轮本身也就具备了三个方向上的自 由度,分别是：绕着麦克纳姆轮轮轴的转动、沿着辊子轴线的垂线方向的平动和围绕着 辊轮与地面的接触点的转动[10]   。

麦克纳姆轮的构成不同于以往车轮的轮胎，而是用许多的小辊轮代替轮胎的作用。 使得轮子在一个方向上具有主动驱动的能力的同时具有了在另一个方向上也可以自由 移动的特性，利用了辊轮本身能够自由旋转的特性，使得麦克纳姆轮具有全方位移动的 能力。文献综述

图 2。1 辊轮

由麦克纳姆轮组成的移动机构一般由四个麦克纳姆轮组装而成，不用与传统车轮 由发动机驱动，麦克纳姆轮移动机构需要为每个麦克纳姆轮配备一个电机，当电动机驱 动麦克纳姆轮旋转的时候，麦克纳姆轮以一般的方式沿着垂直于驱动轴的方向向前运 动，以此同时，分布于车轮自身周围的小辊轮会沿着各自的轴线进行自由旋转。

多个麦克纳姆轮通过适当的组合就可以构成一个在平面上能够具有三个自由度：X 轴方向上平动、Y 轴方向上平动和 Z 轴方向上的转动的全方位移动机构。同时，由于技 术的改进，麦克纳姆轮现如今通常区分为两种机械结构，分别为：两端支撑型（如图 2。2）、 中间支撑型（如图 2。3）。