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为搭建一套可灵活切换、多负载、多场景的全向移动机器人底盘,我陆续收集了共20 只铝合金麦克纳姆轮,覆盖三种主流成熟规格:75mm、100mm、127mm。这批轮子均为铝合金轮毂 + PU 耐磨小轮 + 内置轴承结构,强度高、寿命长、噪音低,非常适合教学演示、竞赛小车、中型 AGV、实验底盘等用途。

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一、75mm 铝合金麦克纳姆轮是小型创客 / 教学机器人实现全向移动的主流选择,核心优势是铝合金轮毂刚性高、适配 4–8mm 电机轴,四轮套装常见动态负载15–30kg,适合搭载 Arduino/ESP32 的移动底盘与教学平台。

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1、核心规格(主流创客级,以 YFROBOT 与 TZ-MW75 为例)

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2、关键选型要点
(1)安装接口
优先选带联轴器的套装(4–8mm 多规格),适配无刷 / 减速电机更灵活。
法兰款适合大扭矩,键槽款精度高,创客级多用电联器快装。
(2)负载与场景匹配
教学 / 竞赛小车(含摄像头、机械臂):选15kg 动态负载款。
轻载 AGV / 室内巡检:选30kg 静态负载款,确保冗余。
地面为瓷砖 / 环氧时,聚氨酯小轮更稳;地毯需选高硬度橡胶并降载。
(3)精度与耐用性
小轮带滚动轴承的款,阻力小、寿命长,优于无轴承 / 滑动结构。
铝合金一体轮毂比拼接款抗扭,适合长期教学使用。

3、电机与驱动搭配建议
(1)电机类型:减速电机(TT/310/520)或小型无刷(BLDC),减速比20:1–60:1,兼顾扭矩与速度。
(2)单轮扭矩:建议≥0.2N·m(含减速),确保侧向移动不打滑。
(3)驱动方案:4 路直流电机驱动(如 TB6612/DRV8833)或无刷驱动,支持正反转与 PWM 调速。
(4)控制器:Arduino Mega/ESP32/STM32,配合运动学库实现全向控制。

4、安装与调试注意事项
(1)左右轮区分:麦轮有左右旋,必须按 “左前左后左旋、右前右后右旋” 安装,否则无法侧移。
(2)同轴平行:四轮轴线需严格平行,安装误差会导致跑偏与磨损。
(3)预紧力:联轴器固定时避免过紧,防止电机轴弯曲;小轮转动应无卡滞。
(4)标定:新底盘需标定电机转速与方向,优化 PID 参数,减少原地旋转时的偏移。

5、总结
75mm 铝合金麦轮是教学与创客项目的黄金尺寸,兼顾负载、体积与成本。选型时重点关注安装接口、负载能力、小轮材质与轴承配置,搭配合适的减速电机与驱动,可快速实现稳定的全向移动底盘。

二、100mm(4 英寸)铝合金麦克纳姆轮:通用全能型全向轮
100mm 是创客 / 教学 / 中型 AGV 的黄金均衡尺寸,比 75mm 承载与通过性更强,比 127mm 更轻便、响应更快;铝合金轮毂(6061 喷砂为主)刚性足、抗扭好,配合 PU/TPR 带轴承小轮,45° 斜置实现横移、斜行、原地旋转的全向运动,是多场景机器人底盘的主力选择。

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1、典型规格参数(分创客级与工业入门级)

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2、核心优势与适用场景
(1)优势
尺寸均衡:底盘尺寸 25–35cm,兼顾桌面演示与地面作业
负载覆盖广:四轮动态负载可达 30–40kg,满足带视觉、机械臂的小车
兼容性强:适配 520/370 减速电机、小型无刷,Arduino/ESP32/STM32 均能驱动
耐用性:铝合金轮毂不易形变,轴承小轮比无轴承款寿命提升 3–5 倍
(2)场景匹配
教学竞赛:机器人比赛、PID 控制实验、视觉导航小车
轻载 AGV:实验室 / 仓库物料转运、室内巡检机器人
创客项目:机械臂移动平台、遥控全向车、ROS 入门底盘

3、选型关键要点
(1)左右旋区分:必须成对采购(左 2 + 右 2),安装错误直接导致无法侧移
(2)安装方式
联轴器款:快装,适配 4–8mm 多轴径,创客首选
法兰盘款:大扭矩场景,需配 M5/M6 螺丝
键槽款:高精度、低回差,适合工业 AGV
(3)小轮与轴承:严禁选无轴承小轮,长期使用阻力大、易卡滞;优先 PU 材质,避免硬塑料划伤地面
(4)负载冗余:按实际总重 ×1.5 倍选四轮总负载,避免重载下打滑或损坏

4、电机与驱动方案推荐
(1)电机:减速电机(370/520)或小型无刷;减速比30:1–60:1;单轮扭矩≥0.5N·m(带减速),确保侧移与旋转不丢步
(2)驱动板:TB6612(入门)、DRV8871(大电流)、无刷电调(BLDC 方案);必须 4 路独立 PWM 调速
(3)控制器:Arduino Mega/ESP32/STM32;配合麦轮运动学库,快速实现全向控制算法

5、安装与调试注意事项
(1)四轮安装需保证轴线严格平行、轮面垂直地面,误差过大会导致跑偏、磨损加剧
(2)联轴器固定力度适中,过紧易弯电机轴,过松打滑
(3)地面为瓷砖 / 环氧时,无需额外处理;地毯环境建议降负载 1/3,并选用高硬度小轮
(4)新底盘必须做方向标定与 PID 调速优化,尤其是原地旋转的速度一致性

6、总结
100mm 铝合金麦克纳姆轮凭借均衡的尺寸、负载与响应速度,成为大多数机器人项目的首选。如果你在 75mm 与 127mm 之间犹豫,优先选 100mm;搭配合适的减速电机、驱动板与控制器,能快速搭建出稳定可靠的全向移动底盘。

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三、127mm(5 英寸)铝合金麦克纳姆轮:中重载全向移动主力
127mm 是创客进阶、科研平台与轻量工业 AGV 的核心尺寸,相比 100mm,其通过性、负载与稳定性显著提升,同时保持可控的体积与惯量;铝合金轮毂配合高耐磨 PU 带轴承小轮,45° 斜置设计,完美支撑横移、斜行与原地旋转,是搭载机械臂、多传感器阵列的首选轮径。

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1、核心规格参数(创客级 vs 工业入门级)

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2、核心优势与适用场景
(1)核心优势
重载能力强:四轮动态负载可达 60–100kg,轻松搭载机械臂、激光雷达、工控机。
通过性好:127mm 直径显著提升越障能力,可轻松跨越 20mm 以内台阶、线槽。
运动平稳:12 个小轮设计,接触地面点更多,行驶更平顺,适合高精度导航。
结构可靠:铝合金轮毂 + 轴承小轮,抗扭不变形,寿命比塑料轮高 5 倍以上。
(2)适用场景
科研平台:ROS 移动底盘、SLAM 导航实验、机械臂移动平台。
教学竞赛:大学生机器人竞赛、重载物流小车、智能巡检机器人。
轻量工业:实验室物料转运 AGV、车间小型搬运车、仓储拣选机器人。
创客项目:大型全向遥控车、户外巡检机器人、多传感器融合平台。

3、电机与驱动系统精准选型
电机选型(核心指标)

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驱动与控制方案
驱动板:大电流方案优先,如 DRV8874(单路 60A)、双路大功率电机驱动模块;无刷电机需配专用无刷电调。
控制器:STM32F4/F7(高性能)、ESP32(无线控制)、树莓派 + Arduino(ROS 系统)。
算法支持:需适配麦克纳姆轮运动学库,实现全向运动解算,建议加入 PID 速度闭环与里程计校准。

4、安装与调试关键要点
(1)左右旋严格区分:必须左 2 + 右 2 成对安装,安装错误会导致无法侧移,甚至损坏电机。
(2)机械精度控制:四轮轴线严格平行,轮面垂直地面,误差≤0.5mm;否则会出现跑偏、磨损加剧。
(3)联轴器安装:8mm 轴径优先选用铝合金弹性联轴器,固定力度适中,过紧易弯轴,过松打滑。
(4)地面适配:
室内瓷砖 / 环氧:90A PU 小轮,无需额外处理。
水泥地面:选用高硬度(95A)PU 小轮,提升耐磨性。
地毯环境:建议降负载 50%,并选用宽轮面款式。
(5)调试重点:
速度一致性校准:确保四轮同速同向,避免原地旋转时偏移。
负载测试:逐步增加负载,观察电机电流,避免过载。
里程计标定:通过直线与旋转实验,修正运动学参数,提升导航精度。

5、与 75mm、100mm 麦轮的核心对比(快速选型)

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6、总结
127mm 铝合金麦克纳姆轮是重载全向移动的黄金尺寸,兼顾负载、通过性与运动精度,完美匹配你 20 只轮的规划中 “中重载实验平台” 的定位。搭配合适的 24V 大功率电机、大电流驱动板与高精度控制器,可快速搭建出能搭载机械臂、实现复杂导航的高端移动底盘。

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