少年说‖元宝(193):神奇的麦克纳姆轮

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)论(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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