麥克納姆輪的軌跡偏移是機械結構、驅動系統、控制邏輯及外部環境等多因素共同作用的結果，其核心是各輪子的驅動力 / 運動狀態無法按理論模型實現協同，導致車體實際運動與期望軌跡產生偏差。以下是具體影響因素的詳細分析：

一、機械結構偏差：軌跡偏移的 “硬件根源”

機械精度直接決定輪子的力輸出方向和接觸狀態，任何微小偏差都會被運動放大。

1. 輪子安裝與定位誤差

• 角度偏差：麥克納姆輪的輥子軸線與輪子軸線需呈嚴格 45°（或設計角度），且左右輪傾斜方向需對稱（如左前 / 右后輪向外傾斜，右前 / 左后輪向內傾斜）。若角度偏差（哪怕 ±1°），會導致輪子對地面的水平分力方向偏離理論值，產生額外側向力，引發軌跡偏移。
  例如：右前輪角度偏內，其橫向分力會大于理論值，導致車體在前進時向左側偏移。
• 位置不對稱：四個輪子的幾何中心需與車體中心對稱，且輪軸高度一致（誤差＞1mm 即有影響）。若某側輪子位置偏前 / 偏后，或高度稍低，會導致該輪與地面接觸壓力不足，摩擦力下降，實際驅動力小于其他輪子，破壞運動平衡。
• 輪距 / 軸距誤差：左右輪間距、前后輪軸距若不相等（如左前輪距大于右前輪距），會導致車體在轉向時兩側運動半徑不一致，即使指令為直線，也會產生微量旋轉偏移。

2. 輪子自身制造缺陷

• 輥子一致性差：同一輪子的輥子直徑、長度、材質（如橡膠硬度）若不一致，會導致輪子滾動時各輥子與地面的接觸面積 / 摩擦力不同，形成 “卡滯” 或 “打滑” 傾向。例如：某輥子直徑稍大，會使輪子局部滾動速度加快，引發周期性軌跡波動。
• 輪子動平衡不良：輪子旋轉時若重心偏移，會產生離心力，導致車體振動，使輪子與地面的接觸壓力周期性變化，間接引發軌跡抖動。

二、驅動系統不一致：動力輸出的 “協同失效”

麥克納姆輪依賴 4 個獨立電機驅動，各電機的輸出差異是軌跡偏移的常見原因。

1. 電機性能差異

• 轉速不一致：同型號電機若批次不同或老化程度不一，在相同電壓 / PWM 指令下，實際轉速可能存在 1%~5% 的偏差。例如：左前輪電機轉速比理論值高 2%，會導致車體在前進時向左前方偏移。
• 扭矩特性差異：電機扭矩 - 轉速曲線不一致時，負載變化（如地面摩擦突然增大）會導致各輪實際輸出扭矩偏差擴大。例如：右后輪電機扭矩儲備不足，在粗糙地面上轉速下降更多，引發軌跡向右側偏移。
• 減速機構誤差：若電機搭配減速器，齒輪嚙合間隙、減速比誤差（哪怕 0.5%）會放大輸出差異。例如：左后輪減速器減速比比理論值小 1%，會導致該輪實際轉速偏高。

2. 傳動與制動問題

• 傳動打滑 / 卡滯：齒輪嚙合松動、同步帶張力不足會導致動力傳遞損耗，且損耗程度可能隨運動方向變化（如正向傳動無打滑，反向傳動打滑），破壞輪速協同。
• 制動殘余力矩：電機斷電后若存在摩擦制動（如電刷電機的電刷摩擦），會導致各輪 “阻力矩” 不同，在慣性運動時軌跡自然偏移。

三、控制算法缺陷：指令與執行的 “匹配偏差”

控制邏輯若無法精準轉化期望軌跡為輪速指令，或缺乏反饋修正，會直接導致偏移。

1. 運動學模型錯誤

• 速度分解公式錯誤：麥克納姆輪的輪速需根據期望運動（如 vx、vy、旋轉角速度 ω）按固定公式分解（見前文），若公式中符號、角度參數或輪子編號混淆（如誤將左前輪當作右前輪），會導致輪速指令方向完全錯誤，軌跡嚴重偏移。
• 參數校準不足：公式中的 “輪子直徑”“減速比” 等參數若使用理論值而非實測值（如輪子實際直徑比標稱小 2mm），會導致輪速計算偏差，累積后軌跡偏移明顯。

2. 反饋與補償缺失

• 無閉環控制：僅依賴開環指令（如固定 PWM 輸出）時，無法修正電機轉速波動、地面摩擦變化等干擾。例如：地面突然變滑，某輪打滑導致轉速升高，但無編碼器反饋，控制端無法降低其驅動力，引發偏移。
• 傳感器精度不足：陀螺儀、編碼器等傳感器若噪聲大或延遲高，會導致反饋的 “實際軌跡” 與真實狀態偏差，補償算法基于錯誤數據調整，反而加劇偏移。

四、外部環境干擾：破壞運動平衡的 “外力因素”

外部條件通過改變輪子與地面的相互作用，放大系統固有偏差。

1. 地面條件不均

• 摩擦系數差異：地面存在油污、水漬、材質變化（如一側水泥、一側瓷磚）時，各輪附著力不同，相同驅動力下，低摩擦側輪子易打滑。例如：右輪在瓷磚上打滑，左輪在水泥地上正常滾動，導致車體向右側偏移。
• 地面平整度差：地面凸起、凹陷或坡度會導致某輪短暫懸空或壓力驟增，破壞輪速協同。例如：左前輪碾過石子時短暫離地，驅動力消失，車體瞬間向右偏移。

2. 負載與重心偏移

• 重心偏離幾何中心：車體重心若偏向某側（如右側放置重物），會導致右側輪子壓力增大、摩擦力升高，相同電機輸出下，右側輪實際轉速低于左側，引發向左偏移。
• 動態負載變化：運動中負載晃動（如攜帶液體晃動）會導致重心實時偏移，使各輪受力頻繁變化，軌跡出現無規律波動。

總結：軌跡偏移的核心邏輯

麥克納姆輪的軌跡偏移本質是 “理論協同力” 與 “實際協同力” 的不匹配：

• 機械與驅動系統的固有偏差導致 “實際力” 偏離理論值；
• 控制算法缺陷導致 “指令力” 無法精準匹配期望軌跡；
• 外部環境通過干擾輪子受力，放大上述偏差。

解決偏移需從硬件校準（機械、電機篩選）、算法優化（精準建模 + 閉環反饋）、環境適配（地面處理、重心控制）三方面協同入手。