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在本篇文章中，我们将学习如何构建一个能够向任何方向移动的Arduino麦克纳姆轮机器人。机器人的这种独特的移动性通过使用称为麦克纳姆轮（Mecanum Wheels）的特殊类型的轮子来实现。
概述 实际上，我设计并3D打印了这些轮子，因为它们可能有点贵。他们工作得很好，我必须说，驾驶这个机器人平台是如此有趣。我们可以使用NRF24L01无线电收发器模块无线控制机器人，也可以使用自制的RC发射器。
使用RC发射器作为DIY麦克纳姆轮机器人的无线控制器
我还可以通过蓝牙通信使用智能手机进行控制。我制作了一个自定义Android应用程序，通过它我们可以控制麦克纳姆轮机器人向任何方向移动。此外，使用应用程序中的滑块，我们可以控制移动的速度。
使用Android App控制的DIY Arduino任意方向机器人
这个机器人平台的大脑是一个Arduino Mega开发板，可以单独控制每个车轮。每个车轮都安装在NEMA 17步进电机上，我在应用程序中添加了一个更酷的功能，通过它我们可以编程机器人自动移动。使用“保存”按钮，我们可以保存每个位置或步骤，然后机器人可以自动运行并重复这些步骤。使用相同的按钮，我们可以暂停自动操作以及重置或删除所有步骤，以便我们可以存储新的步骤。
麦克纳姆轮机器人的3D模型 首先，我使用3D建模软件设计了这个麦克纳姆轮机器人。这个机器人的基础平台是一个简单的盒子，我将用8mm刻度MDF板制作。
3D模型麦克纳姆轮机器人
使用四个步进电机连接到该平台，麦克纳姆车轮连接到电机轴上。
麦克纳姆轮如何工作 麦克纳姆轮是一个车轮，其圆周上有滚轮。这些滚轮对角地定位或与轮子的旋转轴成45度角。这使得当向后移动时轮子沿对角线方向施加力。
麦克纳姆轮施加对角线力，导致特定的移动
因此，通过以某些角度旋转车轮，我们利用这些对角线力，因此机器人可以向任何方向移动。 我们还应该注意到，我们需要两种类型的麦克纳姆轮，通常称为左手和右手麦克纳姆轮。它们之间的区别在于滚轮的方向，它们必须安装在机器人的特定位置。每个车轮上滚轮的旋转轴应指向机器人的中心。
左手和右手麦克纳姆轮
以下是快速演示了如何根据车轮旋转方向移动机器人。
如果所有四个轮子向前移动，则机器人的最终移动将向前移动，反之亦然，如果所有轮子向后移动，则机器人将向后移动。为了向右移动，右轮需要在机器人内侧旋转，而左轮需要在机器人外侧旋转。由于对角定位的滚轮产生的力将使机器人向右移动。向左移动时会发生相同但相反的情况。通过这些车轮，我们还可以通过仅旋转两个车轮实现对角线方向的运动。
制作麦克纳姆轮机器人 现在让我告诉你我是如何构建这个机器人平台的。正如我所提到的，为了制作平台的基础，我使用8mm刻度MDF板。使用台锯，首先根据3D模型尺寸切割所有部件。
接下来，使用3毫米钻头和25毫米Forstner钻头，我在侧板上做了开口，用于连接步进电机。一旦我准备好了，我继续组装它们。我用木胶和一些螺丝固定它们。这里最重要的是精确制造电机的开口，以便所有的车轮随后都能与表面接触。
当然，您也可以3D打印这个基础平台，而不是使用MDF。最后，我喷涂了底座，它的盖子是白色的。
接下来是Mecanum车轮。正如我之前所说的那样，购买这些轮子可能有点贵，所以这就是为什么我决定设计和3D打印自己的轮子。轮子由两部分组成，外侧和内侧，用一些M4螺栓和螺母固定在一起。它们各有10个滚轮，以及专门设计用于安装NEMA 17步进电机的联轴器。
我使用Creality CR-10 3D打印机3D打印Mecanum车轮的所有零件。
因此，一旦准备好3D打印部件，我就继续制作滚轮的轴。为此，我使用了3毫米刻度钢丝。轴的长度需要约为40mm，因此使用旋转工具将线切割成该长度。
用3mm tich钢丝制作mecanum轮子的轴
我开始使用四个M4螺栓和螺母固定两侧和轴连接器来组装麦克纳姆轮。螺栓的长度需要为45mm。
为了安装滚子，首先我们需要通过位于内侧圆周的孔轻轻插入轴。
安装Mecanum轮子滚轮
然后我们可以插入一个小型M3垫圈，插入滚轮并将轴一直推入车轮外侧的槽中。我使用了一个垫圈，因为我没有足够的空间在另一侧插入第二个垫圈。
我为所有10个滚轮重复了这个过程。组装这些轮子实际上很简单，也很有趣。这里重要的是滚轮需要能够自由移动。
最后，我在每个内孔中使用了几滴AC胶，以确保轴不会松动。
好吧，一旦车轮准备就绪，我们就可以继续组装整个机器人了。首先，我们需要将步进电机连接到基础平台。为了将它们固定到位，我使用了长度为12mm的M3螺栓。
接下来，我们需要将轮子连接到电机的轴上。我制造的联轴器有一个用于插入M3螺母的槽，M3螺栓可以穿过该螺母，因此我们可以将车轮固定在轴上。
用于NEMA 17步进电机的3D印刷轴对
接下来，为了将顶盖固定到底座上，我将螺纹杆连接在底座的两个角上。我在盖子上的相同位置上打孔，因此我能够轻松插入并将盖子固定到底座上。
在底座的背面，我制作了20mm的孔，用于稍后连接电源开关，以及用于连接LED的5mm孔。 | 
