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麥輪外圍的輥子是與地面接觸的，當(dāng)麥輪繞輪轂軸轉(zhuǎn)動時，輥子會與地面產(chǎn)生摩擦力Ff，其作用力方向為輪轂坐標(biāo)系y軸正方向（至關(guān)重要）。

具體分析，當(dāng)輪轂前向（繞輪轂軸線逆時針）轉(zhuǎn)動時，輥子被動與地面接觸，而輥子與地面接觸可理想化視為點接觸，該接觸點在“碰到”地面瞬間會受到與其運(yùn)動方向相反的作用力（和普通輪胎分析相似），接觸點的“運(yùn)動方向”為正向后，所以摩擦力方向為正向前，輪轂坐標(biāo)系y軸正向。

在圖 2.1（b）中，將地面摩擦力Ff沿著垂直和平行于輥子軸線方向進(jìn)行力分解，由于輥子是被動輪，因此會受到垂直于輪轂軸線的分力F⊥作用而被動轉(zhuǎn)動，也說明分力F⊥是滾動摩擦力，對輥子的磨損較大；平行于輪轂軸線的分力F∥也會迫使輥子運(yùn)動，只不過是主動運(yùn)動（輥子被軸線兩側(cè)輪轂機(jī)械限位），所以分力F∥是靜摩擦。

總結(jié)下來，地面作用于輥子的摩擦力分解為滾動摩擦力和靜摩擦力，滾動摩擦力促使輥子轉(zhuǎn)動，屬于無效運(yùn)動；靜摩擦力促使輥子相對地面運(yùn)動（類似于普通橡膠輪胎運(yùn)動情況），而輥子被輪轂“卡住”，因而帶動整個麥輪沿著輥子軸線運(yùn)動（即輪轂?zāi)鏁r針旋轉(zhuǎn)，運(yùn)動方向為左上45°；輪轂順時針旋轉(zhuǎn)，運(yùn)動方向為右下45°）。

進(jìn)一步總結(jié)：電機(jī)輸入輪轂的扭矩，一部分被輥子自轉(zhuǎn)“浪費掉”，另一部分形成靜摩擦驅(qū)動麥輪整體運(yùn)動；單個麥輪實際的（受力）運(yùn)動方向為輥子軸向方向，因此改變輥子軸線和輪轂軸線的夾角，就可以改變麥輪實際的（受力）運(yùn)動方向。

為什么垂直于輪轂軸線的分力迫使輥子被動自轉(zhuǎn)是無效運(yùn)動？

這里對“分力F⊥迫使輥子被動自轉(zhuǎn)是無效運(yùn)動”做進(jìn)一步分析，請跟隨筆者做兩個想象實驗：

①假如輥子軸線和輪轂軸線平行（如圖 3.1），輪轂受電機(jī)驅(qū)動而主動轉(zhuǎn)動，則地面作用于輥子的摩擦力全為滾動摩擦力，滾動摩擦力全部用于驅(qū)動輥子飛速轉(zhuǎn)動，但麥輪本身并不會有絲毫的前進(jìn)或后退。這個現(xiàn)象就如滾子軸承（或行星齒輪），外圈固定，內(nèi)圈瘋狂轉(zhuǎn)動，但被滾子轉(zhuǎn)動給抵消掉了，外圈自身并不會運(yùn)動。

②我們?nèi)粘；�輪滑時，如果讓兩只輪滑鞋方向始終保持平行運(yùn)動，我們肯定是原地不動的，只能讓別人來推動前進(jìn)，所以我們要讓兩只滑冰鞋呈一定夾角（外八字）而相對運(yùn)動，這樣我們才能這種“夾角”借力逐漸“提升”速度，這個力就是平行于輪子軸線的分力，這個分力和慣性會使得我們“向前”運(yùn)動，而垂直于輪子軸線的分力只是促使輪子滾動運(yùn)動合力中一個部分，并不“推動”我們“向前”運(yùn)動。

所以垂直于輪轂軸線的分力并不用于主動驅(qū)動機(jī)器人運(yùn)動，而是被輥子消耗掉了。

有條件的讀者可以做一個簡易實驗感受下：將麥輪通過聯(lián)軸器與電機(jī)軸相連，并控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，讓麥輪與地面接觸，就可感受到麥輪自身是沿著平行于輪轂軸線方向運(yùn)動。這就是麥輪的d特之處，也是麥輪平臺運(yùn)動模式多變的根本原因。