【摘 要】
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随着科技的飞速发展,移动机器人的研究正加速改变人们的生产生活方式,移动平台是移动机器人的一个分支,是移动机器人的运动执行部分。而搭载全向轮的全向移动平台凭借其灵活性高、转向空间小等优势,被广泛应用于现代工业加工生产和物流转运中。本文设计的全向移动平台以麦克纳姆轮为基础,通过控制系统可以实现平面任意方向的运动。本文主要工作包括:（1）根据设计要求对移动平台应具备功能进行了分析,得出具体的设计参数。选
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随着科技的飞速发展,移动机器人的研究正加速改变人们的生产生活方式,移动平台是移动机器人的一个分支,是移动机器人的运动执行部分。而搭载全向轮的全向移动平台凭借其灵活性高、转向空间小等优势,被广泛应用于现代工业加工生产和物流转运中。本文设计的全向移动平台以麦克纳姆轮为基础,通过控制系统可以实现平面任意方向的运动。本文主要工作包括:（1）根据设计要求对移动平台应具备功能进行了分析,得出具体的设计参数。选取合适的伺服电机、减速机和液压缸等关键部件,为增强移动平台的运动稳定性确定四轮独立悬挂系统设计方案,利用Solidworks建立整车模型并制造样机,通过样机运行测试验证其结构合理性。（2）从力学角度分析了移动平台可以全向移动的原因,建立运动学模型,推导全方位运动原理。针对麦克纳姆轮4轮组不同的布局有不同的运动特性,选择了一种较为合理的麦克纳姆轮4轮组布置方式,使移动平台具有最优全向运动特性。（3）本文设计一种全向移动平台的控制系统方案,以搭载STM32F407主控芯片的MSO多轴运动控制器作为下位机的核心硬件,以ROS控制器作为上位机的控制计算中心。集成机器人操作系统（Robot Operating System,ROS）提供的导航功能算法使移动平台具有建图导航、自主规划路径的能力。（4）针对智能移动平台定位过程中存在的轮式里程计系统误差,为提高运动控制精度,设计了轮式里程计系统误差校正方法。该方法可通过线速度和角速度测试得到误差校正参数,对测试场地要求不高。最后通过超宽带（Ultra Wide Band,UWB）轨迹跟踪实验验证了该方法。综上所述,本文设计了一款基于麦克纳姆轮的智能全向移动平台,搭载四轮独立悬挂机构使移动平台具有自适应不平整路面的能力。在前人研究的基础上进一步提出了轮式里程计系统误差校正方法,提高了导航系统中的位姿定位精度,在移动机器人自主导航领域具有现实意义。该论文有图61幅,表13个,参考文献70篇。
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