MOC

麦轮

← 返回模块总表 | ← 主页

---

记录麦克纳姆轮（麦轮）的结构原理、运动学解算与跑偏补偿方法。

代码来源工程：Intelligent_Agricultural_Equipment_Innovation_Competition（Mycode/mike.c）

笔记导航

主题	说明	笔记
底盘解算程序	正解（Vx/Vy/ω → 四轮转速）与逆解	底盘解算程序

---

🔴滚子结构

麦轮轮毂外圈均匀分布若干个小滚子，滚子轴线与轮毂轴线成 45° 夹角，可沿自身轴线自由滚动。

四个麦轮按 X 型排列（左前、右前、左后、右后），左右两侧滚子方向对称，使各轮的侧向分力可以相互叠加或抵消，从而实现全向移动。

---

🔴运动学（速度分解）

坐标系约定

以底盘中心为原点，右手坐标系：

• $V_x$：纵向速度（向前为正）
• $V_y$：横向速度（向左为正）
• $\omega$：旋转角速度（逆时针为正）
• $l$：底盘中心到轮子的纵向半距离
• $w$：底盘中心到轮子的横向半距离

正解（底盘速度 → 四轮转速）

四轮编号：FL（左前）、FR（右前）、RL（左后）、RR（右后）。

$$V_{FL}=V_x-V_y-(l+w)\cdot \omega$$ $$V_{FR}=V_x+V_y+(l+w)\cdot \omega$$ $$V_{RL}=V_x+V_y-(l+w)\cdot \omega$$ $$V_{RR}=V_x-V_y+(l+w)\cdot \omega$$

逆解（四轮转速 → 底盘速度）

$$V_x=\frac{V_{FL}+V_{FR}+V_{RL}+V_{RR}}{4}$$ $$V_y=\frac{-V_{FL}+V_{FR}+V_{RL}-V_{RR}}{4}$$ $$\omega =\frac{-V_{FL}+V_{FR}-V_{RL}+V_{RR}}{4(l+w)}$$

逆解常用于里程计，读取编码器实际转速后反推底盘运动状态。

---

🔴跑偏补偿

跑偏成因

• 滚子打滑：高速平动启动瞬间，滚子从静止切换到随动，存在短暂滑动摩擦，四轮打滑程度不一致导致合力方向偏移。
• 重心偏移：重心不在几何中心时，四轮压力不均 → 摩擦力不均 → 产生额外偏转力矩。

机械上保证重心居中是根本解；对于重心随工况变化的场景（如带机械臂的工程机器人），需要电控补偿。

PID 补偿原理

• 反馈量：陀螺仪测量的当前角速度 ${\omega }_{actual}$
• 目标量：期望角速度 ${\omega }_{target}$（纯平动时为 0）
• 输出：叠加到底盘旋转指令上，抵消非期望偏转

ω_cmd_compensated = ω_cmd + PID(ω_target - ω_actual)