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为什么垂直于轮毂轴线的分力迫使辊子被动自转是无效运动？

这里对“分力F⊥迫使辊子被动自转是无效运动”做进一步分析，请跟随笔者做两个想象实验：

①假如辊子轴线和轮毂轴线平行（如图 3.1），轮毂受电机驱动而主动转动，则地面作用于辊子的摩擦力全为滚动摩擦力，滚动摩擦力全部用于驱动辊子飞速转动，但麦轮本身并不会有丝毫的前进或后退。这个现象就如滚子轴承（或行星齿轮），外圈固定，内圈疯狂转动，但被滚子转动给抵消掉了，外圈自身并不会运动。

②我们日常滑轮滑时，如果让两只轮滑鞋方向始终保持平行运动，我们肯定是原地不动的，只能让别人来推动前进，所以我们要让两只滑冰鞋呈一定夹角（外八字）而相对运动，这样我们才能这种“夹角”借力逐渐“提升”速度，这个力就是平行于轮子轴线的分力，这个分力和惯性会使得我们“向前”运动，而垂直于轮子轴线的分力只是促使轮子滚动运动合力中一个部分，并不“推动”我们“向前”运动。

所以垂直于轮毂轴线的分力并不用于主动驱动机器人运动，而是被辊子消耗掉了。

有条件的读者可以做一个简易实验感受下：如图 3.2所示，将麦轮通过联轴器与电机轴相连，并控制电机转动，让麦轮与地面接触，就可感受到麦轮自身是沿着平行于轮毂轴线方向运动（可见微信文章动图）。这就是麦轮的独特之处，也是麦轮平台运动模式多变的根本原因。

图 3.2 麦轮运动方向分析

 精彩的理论论证过程见原文链接（含全文下载链接）

由于网页排版效果一般，所以笔者按照期刊论文版式为小伙伴们整理了原文PDF，方便收藏和回味。

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