三轮智能机器人的优点:机构简单,旋转半径大

若将部分四轮机构中的两个联动的舵轮用一个舵轮去替代，则在一定程度上 可以减少四轮机构的缺点，从而形成对应构型的三轮形式。图2- 1-5为常见的差 速驱动转向方式，后两轮d立驱动，前轮使用脚轮作为辅助轮，这种机构的特点是机构组成简单、WMR 旋转半径可从零到无限大任意设定。采用这三轮结构的机 器人转弯过程中形成的速度瞬心位于后两轮轴心连线上，所以即使机器人旋转半 径为零，旋转中心也与车体的中心(三个车轮形成的三角区域内)不一致。但三轮 机构具有一个明显的优点是不需要专门的悬挂系统去保持各轮与地面的可靠接 触，设计中只需要注意车体中心的位置合理即可。

轮配置中也有一些很少见的配置方式，如图2-1-6所示，图2-1-6(a) 中 三 个 轮互成120°。车轮不仅可d立驱动而且可以d立转向；图2-1-6(b) 三个车轮采用 同步驱动系统控制，三个车轮同时用来驱动与转向，这种机器人一个突出的特点是机器人本体相对于地面的姿态保持不变；图2-1-6(c) 互成120°布置的三个车轮采用瑞典轮，通过d立驱动各轮可实现机器人全方位移动。

图2-1-7是采用图2-1-6(b) 所示的同步驱动的三轮移动机器人实例。三轮 同步驱动虽然有3个驱动和操纵轮，可是总共用了2个电机。 一个平移电机使3 个轮的速度一致，一个操纵电机使轮子绕着它们各自的垂直操纵轴一起旋转。但 是需指出的是，轮子是相对于机器人的底盘受操纵的，因此没有机器人底盘重新定 向的直接方法。在追求全向性的情况 下，同步驱动特别有好处，只要各垂直 的操纵轴与各轮胎的接触路径排列一 致，机器人就可以经常对其轮子重新定 向，并沿着新轨迹运动。当然，同步驱 动也有一定的缺点：先，平移电机一 般用单根传输链驱动3个轮子，因为驱 动链中的泥浆和反冲存在，所以不论何时，当驱动电机起动时，Z近的轮子在 Z远的轮子之前旋转，从而底盘方向有 小小的改变。连同附加的电机速度的 改变，这些小角度偏移会逐渐积累，使 图2-1-7 同步驱动三轮移动机器人 得在航位测定期间产生大的方向误差。 

其次，移动机器人底盘的移动方向无直接控制，轮子不对称的情况会产生各种类型 的误差。 瑞士联邦理工大学设计的 Tribolo 是采用3个球形轮的全向驱动的实例，如图2-1-8(a) 所示，3个球形轮各由一个电机激励，3个接触点将球形轮悬挂起来， 其中2个点由球形轴承给定，另一个由连接到电机轴的轮子给定。这种设计的机 器人机动性比较好，而且设计简单，但是它只适用于平坦的路面和小路，要制造摩擦系数大的圆形轮子是十分困难的。