图5  OmniBot 移动机构               图6  移动重载机构omniMove

  根据目前国外在全向移动平台方面的研究成果来看，使用麦克纳姆轮来驱动平台进行稳定移动已经成为了一种成熟的方案，只是在产品的某些方面的极限能力上（比如载重，运动速度等）还在进行探索。

2.2.国内研究综述

  国内对于全向移动平台的研究却没有偏向麦克纳姆轮，比如江南大学的高春能老师带队开发的全方位移动平台就是在传统轮的滚轮布置方向上做出改变，该移动平台能达到的最大运动速度为三米每秒，运动性能不算特别突出。

图7  江南大学 全向移动平台

  浙江大学的足球机器人也是全向移动平台的一种，该平台采用直流无刷电机驱动四个万向轮，并且在每个机器人顶部防止颜色不同的识别版来区分开自己的机器人“运动员”，移动平台无线与决策电脑进行连接，由电脑控制整支机器人足球队攻城拔寨。凭借这套移动平台，浙江大学在巴西赢得了世界足球机器人大赛的冠军。但是综合来看，其运动性能突出，载重能力却不强，对地面也有极高的要求。

                     图8 浙江大学机器人足球队总览

                     图9 浙江大学移动平台细节一览

  综合比较国内外目前对于全向移动平台的研究成果来看，因为使用的轮的不同，国内的全向移动平台不管是从运动特性还是载重能力来看，都弱于国外使用的麦克纳姆轮移动平台，并且各类传统万向轮的控制较复杂，对悬挂的要求也较高，因此本设计中将采用麦克纳姆轮作为全向移动平台的驱动轮。

3.本课题的基本内容

3.1.本课题的基本内容

本课题包括 3D转化成2D的工作。需严格按照国标进行制图工作。完成制图后进行图纸审核。按学校规定完成图纸量和设计说明书并通过答辩。

3.2.本课题的重点与难点

   要保证承重零部件或结构薄弱零部件必要的强度和刚度，对于可能发生问题的零部件以及结构要进行强度校核和刚度校核克服摩擦力问题，能够无线控制。

4.课题设计内容、步骤和要求

4.1. 课题设计目的与要求

通过本题目的研究和设计，完成舞台表演的轮式全向移动机器人平台的行走控制方案，使其克服摩擦力问题，并且能进行无线控制。

4.2.原始条件及数据：

1) 总长、总宽和总高尺寸分别限制在1200mm、1000mm 和320mm之内；

   2) 最大行走速度不小于 2000mm/s.

5.方案初步确定

5.1.提出结构初步方案：

方案一：基础型四个麦克纳姆轮移动平台 

图10 基础四麦克纳姆轮平台示意图

优点：结构简单，底盘便于设计,安装时能调整好安装误差，四个轮的误差调整起来也不麻烦，可以使平台移动时出现运动偏差的概率大大减小。

缺点：整套系统承载能力不理想，要满足任务书中的长宽要求的话，能承受这个载荷的材料可能并不便宜。同样的，单个轮子的承重要求也较大，根据市场上现有麦克纳姆轮的产品的价格来看，采用这种方案的话整个平台的经济型太差了。

图11 方案一实物图

方案二：八麦克纳姆轮，左右各纵向放置四个。

图12 纵置八麦克纳姆轮结构示意图

优点：单个轮子承重较低，因此价格便宜。同时，使用八轮结构，能够保证整个平台与地面接触时产生足够的摩擦力，而且运动时，八轮结构一定会比四轮结构更加稳定，使得平台上的影音设备的安全性得到保障。在提升稳定性的同时，八轮机构的最大运动速度也将大大提高。