铸造在国民经济中占有重要位置,其中铸造技术装备直接影响着铸造的生成质量和生产效率。传统的铸造技术装备大多停留在需要大量人力、机械化和智能化较低的阶段,这样极大地限制了铸造业的发展。但目前尚缺乏针对铸造生产移动智能装备的研究,也没有相关的解决方案。因此,在调研与分析铸造作业环境的基础上,以铸造机器人的全向轮行走机构为研究对象,对其中涉及的关键技术、结构机理和设计方法进行深入分析与探讨。本文主要的工作包括:(1)全向轮结构设计与分析。建立了全向轮空间模型,推导出以辊子轮廓曲面上任意一点在全向轮轴线方向投影点对的圆弧圆心角为自变量的辊子半径曲线,借助MATLAB生成辊子的外轮廓曲线,确定出全向轮设计的结构参数,完成了全向轮的结构设计,并利用有限元软件分析,验证了全向轮设计符合最终工程应用强度需求。(2)全向轮行走机构结构设计与分析。分析与确定出行走机构动力系统参数的基础上,完成了对铸造机器人全向轮行走机构的电机、减速器选型和传动系统单元、H型支撑腿、单支撑腿、底架、箱体及箱盖等的结构设计,采用Simulation软件验证了关键零部件的设计均符合刚度与强度的力学性能要求。(3)全向轮行走机构运动学分析与模拟仿真。构建了全向轮行走机构运动学模型,推导出雅克比矩阵、逆运动学方程及正运动学方程,得出四轮转速与全向轮行走机构运动状态之间的联系。采用ADAMS软件验证了铸造机器人全向轮行走机构结构设计的正确性和运动的稳定性。(4)全向轮行走机构设计综合评价。基于AHP评价方法,建立了全向轮行走机构综合评价体系模型,构建了性能指标评估判断矩阵,得出各指标层包含要素的相对权重、子指标层各要素相对目标层的权重和子指标层单个要素对全向轮行走机构的结构设计的权重排序。最后,综合上述研究成果,提出了一种合理有效的铸造生产移动智能装备的设计方案,设计的铸造机器人的全向轮行走机构,具备全向运动的特点,有较好的灵活性与柔性,能更好的应用于铸造装备制造业当中。