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少年说‖元宝(193):神奇的麦克纳姆轮

 金晓哲 2021-02-04

说起车轮,人们都不陌生。一般的车轮都是圆的,只能向前一个方向滚动。然而有一种轮子,主体是圆形的,但外圈却有许多斜着的无动力圆柱体小轮子,如下图。这就是麦克纳姆轮。

麦克纳姆轮

视频原理介绍

麦克纳姆轮又名全向轮(以下简称麦轮),是由瑞典的麦克纳姆公司发明的一种可以全向移动的轮子。麦轮上有许多辊子,就是那些外圈的圆柱体小轮子。这些辊子的角度和轮毂呈45度角,A、B轮辊子方向相反。A轮受到向前的推力时,力被分解为向前和向左的两个相等的力,B轮会把力分解为向前和向右的力。单独麦轮直接转动时会向斜45度方向移动,但四个麦轮组合后就能全向移动(前左A右B,后左B右A)。

向前行驶时,四个轮子同时向前转,A轮向左的分力和B轮向右的分力抵消,只留下向前的力,车向前走,向后原理相同;横向向右移动时,车左侧的两轮前面的轮向前转,后面的轮向后转,车右侧的两轮前面的轮向后转,后面的轮向前转,A轮向前的分力和B轮向后的分力抵消,只留下向右的力,车向右平移,向左平移原理相同;车向右原地旋转时,左侧两轮向前转,右侧两轮向后转,车向右原地旋转;向左前方移动时,两个A轮向前转,两个B轮不动,车向左前移动。向右后原理相同,左后、右前原理相似。通过上面的轮子转法,麦轮实现了全向移动,是真正能横着走的轮子。在实际中,特别适用于叉车等,作业空间狭窄的情况。

麦轮虽然能全向移动,但也有缺点。麦轮结构复杂,不如一般轮胎耐磨。并且想要全向移动,四个麦轮要分别提供动力,不像一般轮胎可以用传动系统连接同一个动力源。

这就是神奇的麦克纳姆轮。


作者简介:金元宝,男,2007年10月生,六年级“求知少年”。『小小少年说』公号创建者,周五专栏小作者。自2016年3月25日起,每周一篇,纪录成长。


元宝妈的话

周四中午,元宝爸爸(前小编)突然和小编我提出,让元宝把周三已经写好的麦克纳姆轮文章先搁置,因为爸爸看过文章后觉得麦轮太有趣了,立即下单订购了一个,希望元宝动手玩过,丰富了文章内容后再发。这就意味着元宝需要在周四放学后,重选主题,赶制出周五的发文。我不同意,因为元宝这几周在本小编指导下一直遵照周三初稿周四修改周五发文的节奏。固定节奏让他不慌张,也压力小。本小编认为这节奏的养成很重要,不应打破。
我们常会因为元宝的事情展开讨(zheng)(zhi)。我们都曾经试图说服对方全然接受自己的教育理念与方法,但最终和解在元宝爸爸的一句话:如果我们完全一致,就相当于元宝有两个妈妈或者两个爸爸,这有什么意义?
于是长期以来,我们都没放弃自己对元宝的影响,也接受对方教育影响的存在。虽有看似内耗的争执讨论,但之后总会统一在一个更为灵活的大方向上。这是不是也像极了麦克纳姆轮。
周四元宝放学后,我向他转达了爸爸的想法,强调了爸爸特别为他购买了麦轮,希望他有亲身体验。之后,爸爸在电话里对元宝说,他可以自己选择是否改主题发文。元宝感动于爸爸的慷慨,但还是决定照常发文。请大家期待我们的《麦轮II-试玩体验》吧。

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