本文先描述了全向轮的构型及基本特点,接着对单个全向轮进行了受力分析,指出了电机转矩与全向轮所受分力的关系,并在此基础上分析了全向轮纵向分速度与电机输出转速之间的关系,给出速度分解方程;最后,总结分析了全向轮的在实际使用过程中的特点及问题。
比起麦轮平台,全向轮平台不怎么常见,且看起来似乎没有那么“协调”,全向轮平台之所以“长成”这样,主要是依据全向轮本身的运动特性而设计的。
麦轮平台和全向轮平台均能实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等多种运动方式。麦轮平台的全向移动效果是通过四个麦克纳姆轮协同转动而达到的,而全向轮移动平台与之类似,也是通过三或四个全向轮协同转动而实现全向移动的。两者最基本的原理是接近的,但又有些许的不同,我们先从两种轮子的构型来分析。
总结上述分析,全向轮运动过程中存在较大滚动摩擦,辊子的磨损比普通轮胎严重,因此适用于比较平滑的路面,若遭遇粗糙复杂的地形时耐久性要大打折扣。
全向轮旋转角速度与全向轮的纵向分速度是呈正比关系的,而横向分速度是与外部作用力相关。
此外,由于辊子之间的非连续性,尽管采用两层的全向轮,在运动过程仍存在连续微小震动,这需要设计悬挂机构等辅助机构来消除,也可改变辊子材料属性使得辊子变软来减小震动幅度。单个全向轮的零部件较多,因此生产制造成本也较高。
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