全向机器人底盘的全向轮运动特性分析

本文先描述了全向轮的构型及基本特点，接着对单个全向轮进行了受力分析，指出了电机转矩与全向轮所受分力的关系，并在此基础上分析了全向轮纵向分速度与电机输出转速之间的关系，给出速度分解方程；最后，总结分析了全向轮的在实际使用过程中的特点及问题。

比起麦轮平台，全向轮平台不怎么常见，且看起来似乎没有那么“协调”，全向轮平台之所以“长成”这样，主要是依据全向轮本身的运动特性而设计的。

麦轮平台和全向轮平台均能实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等多种运动方式。麦轮平台的全向移动效果是通过四个麦克纳姆轮协同转动而达到的，而全向轮移动平台与之类似，也是通过三或四个全向轮协同转动而实现全向移动的。两者最基本的原理是接近的，但又有些许的不同，我们先从两种轮子的构型来分析。

总结上述分析，全向轮运动过程中存在较大滚动摩擦，辊子的磨损比普通轮胎严重，因此适用于比较平滑的路面，若遭遇粗糙复杂的地形时耐久性要大打折扣。

全向轮旋转角速度与全向轮的纵向分速度是呈正比关系的，而横向分速度是与外部作用力相关。

此外，由于辊子之间的非连续性，尽管采用两层的全向轮，在运动过程仍存在连续微小震动，这需要设计悬挂机构等辅助机构来消除，也可改变辊子材料属性使得辊子变软来减小震动幅度。单个全向轮的零部件较多，因此生产制造成本也较高。