近年来,随着智能仓储业的不断发展与其相关的机械结构也得到了广泛重视。AGV小车作为智能仓储业的重要组成部分,其发展速度也在逐步提升,并得到了国内外相关学者的广泛关注。无人引导小车(AGV)是一种新型的移动机器人,广泛应用在各个机械加工领域。本文所研究的AGV小车是由轮系结构、车体结构和控制器组成的整体框架。通过对AGV小车的整体结构进行设计与分析,并结合静力学、运动学理论讨论本文设计的小车结构可行性。针对AGV小车的转向过程进行运动学研究,对不同的AGV小车轮系结构进行列举和比较,并结合其在转向过程中的运动学特性对其转向过程进行数学建模,引入舵轮转向和阿克曼转角理论对AGV小车的转向过程进行分析,并着重分析麦克纳姆轮组成的AGV小车在转向过程中的运动学模型,对几种转向模型进行分析比较,最终选择偏差模型对小车的控制方案进行设计。通过对传统PID算法与单神经元PID算法分析比较,选择单神经元PID算法实现对AGV小车的运动控制,并通过Simulink软件进行仿真分析,验证PID算法控制系统的合理性。利用solidworks软件对AGV小车进行建模并得到其三维模型,针对小车的轮系结构进行静力学分析,将小车的三维模型导入Ansys软件建立AGV小车的有限元模型,得到小车在负载状态下轮系结构的受力和变形情况云图,通过AGV小车在各种工况下的变形云图验证轮系结构的合理性;利用Adams软件对AGV小车的三维模型进行运动学分析得出AGV小车在添加力与驱动状态下的运动特性与曲线图,进一步验证该模型设计的可行性。并基于变密度法拓扑数学模型优化对小车车体框架进行优化设计,节省车体材料的使用。