1.3. 用于舞台表演的轮式全向移动机器人平台研究的现状、水平和发展趋势

全向移动平台包括机械结构模块（包含避震模块），电机动力模块（包含驱动器和减速器）以及通信控制模块（可替代为PLC或者单片机）三大部分，其机械结构模块的设计首当其冲是整个平台中最重要的，因为对于麦克纳姆轮来说保持所有滚轮与地面的摩擦力是该平台进行各种运动的重要前提，不然该移动平台在运动时一定会出现明显的偏差，然而就目前市面上的一些采用麦克纳姆轮的移动平台方案来看，要么是根本不重视其避震，而严苛地对其行驶的地面提出极高的要求，要么盲目地试图在逻辑算法上对地面摩擦力做出补偿，诚然，在逻辑算法上进行努力并没有错，然而我认为在目前的发展情况下，作为一个移动平台，应该具有一定的前车之鉴，从上个世纪最伟大的发明——汽车中汲取经验，对于摩擦力问题，应该先从底盘悬挂避震中找解决方案，所以在这一次的重载平台设计中，机械结构（底盘避震）的设计是重中之重，而这也是目前市面上的麦克纳姆轮移动平台所缺少的。

图4 无法与地面完全接触的麦克纳姆轮

     其次是其中的电机模块以及通信控制模块在未来十分重要，目前电机可以采用用步进电机，控制目前也可以采用PLC或者单片机的控制方式，在未来，当机械结构部分能配合传感器，发展到以极高的精确度来进行运动时，可以使用伺服电机以及在平台上设置工业机器人，那样对于目前的工业流水线来说将是一次不小的。如果能完全实现远程通信控制，那么该移动平台在未来的火热程度不会亚于现在的无人机，大量的全向麦克纳姆轮移动平台也会从工业领域涌入民用领域，涵盖家用清洁，病患看护，厨房烹饪等等多个领域，而这也最终会促进自动化行业水平发展到一个前所未有的高度。

2. 文献检索

2.1.国外研究综述

  国外对于麦克纳姆轮移动平台的研究较早，最早的麦克纳姆轮概念就是上世纪八十年代由瑞士Mecanum AB 公司的Bengt Ilon工程师提出的，当时他新颖地在轮子轮毂外圆周排列了与滚轮毂呈45度角的可以绕着自身轴线旋转的圆柱形辊子，通过辊子把轮子旋转时的摩擦力防线转换到辊子的法线方向，再通过各个轮子之间转速以及转动方向的配合，合成任意方向的力矩，从而使移动平台能够进行全向运动。

   到了近代后，随着麦克纳姆轮全方位移动平台逐渐被应用于民用领域，众多的研究单位加入了对麦克纳姆轮的研究，首台基于麦克纳姆轮的全向移动平台也正诞生于这一时代，随着近些年AGV无人引导小车的火热，如何将做出一台AGV麦克纳姆轮小车也成为了国外各个大学的研究课题，因为基于麦克纳姆轮的AGV具有高效灵活的特性，可以提高仓储物料效率，方便物流管理，对于在课堂上就要求学生们把重视成本以及人力资源的德国，日本的各个工科院校来说，该小车绝对具有光明的引用前景。

  目前，国外的不少科技公司已经拿出了自己的基于麦克纳姆轮的全向移动平台产品。比如美国航天局（NASA）就拿出了一个名为OmniBot的移动机构，该机构可通过遥控，完成对未知区域的探索，相信未来的月球车也会采用这种移动机构。

  还有德国著名的KUKA公司，也设计出来一个精密的移动重载机构omniMove，其载重能力超过90吨，这也是目前能查到的唯一一个既能达到重载要求，又能在实际运动中保证运动机构移动精度的移动平台。