麦克纳姆轮辊轮包胶_零回转全向轮子

全向移动机器人麦克纳姆轮的构造


每个麦克纳姆轮在一个平面上都有三个运动自由度。无需辅助转向机构的帮助，由三个或三个以上麦克纳姆轮组成的移动机器人系统只能通过协调方向和旋转速度来实现平面内的全向运动。由于具有简单的结构和良好的运动灵活性，带有麦克纳姆轮的全向移动机器人已广泛应用于各个领域。根据不同领域的应用需求，可以设计各种麦克纳姆轮配置来开发各种全向移动机器人。一些服务机器人通常采用三或四个麦克纳姆轮配置。

在工业领域，带有四个麦克纳姆轮的AGV（自动引导车），一种全向移动机器人，也被广泛使用。为了运输大型设备或组件，可以协同使用带有多个麦克纳姆轮[9,10,11]或多个麦克纳姆轮式机器人平台的机器人平台，为了设计全向移动机器人，必须为机器人选择合理的麦克纳姆轮的配置。但是，并非麦克纳姆轮的所有组合都可以实现全向运动，麦克纳姆轮的布置也影响机器人的移动性，

因此，设计麦克纳姆轮的合理配置是全向移动机器人设计中最基本，最重要的技术问题。首先，这些配置必须满足实现全向运动的条件。其次，必须评估这些配置的运动性能，可控性和结构合理性，以便选择最佳的麦克纳姆轮配置。

一些研究人员已经关注麦克纳姆轮构造的研究。麦克纳纳姆轮式移动机器人的运动学和动力学特性是从理论上判断机器人实现全方位运动的基本前提。介于轮式移动机器人运动学建模的方法，研究了具有四个麦克纳姆轮的全向轮式移动机器人，并推导了滚轮角推算机器人位置轮滑移的运动学模型。通过矢量方法推导了麦克纳姆轮全向移动系统的一般运动学模型，并分别给出了三轮和四轮机器人的运动学和动力学方程。使用矩阵变换方法研究约束条件下机器人的运动特性，给出了轮式移动机器人建模的统一描述，并推导了三轮机器人的运动学方程。 这项研究表明：1）提出了建立全向移动机器人运动学方程的方法。 （2）获得了通过逆运动学的雅可比矩阵的秩来判断全向迁移率的方法； （3）总结并分析和比较了三个或四个麦克纳姆轮的可能配置。但是，当使用逆运动学雅可比矩阵分析多麦克纳姆轮式移动机器人系统时，计算过程很复杂。

明确提出一种获取具有四个以上麦克纳姆轮的全向移动机器人的轮子配置的方法。这项研究探索了一种简单有效的方法来判断车轮配置是否具有全向移动性。在此基础上，对常见的车轮配置进行了判断和分析，探讨了车轮配置的规律，总结并完善了全方位移动机器人车轮配置的拓扑设计方法。

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