一种基于麦卡纳姆轮的智能小车设计开题报告

1. 研究目的与意义

背景：麦克纳姆轮是一种可全方位移动的全向轮，简称麦轮，由轮毂和围绕轮毂的辊子组成，麦克纳姆轮的辊子轴线和轮毂轴线夹角成45。在轮毂的轮缘上斜向分布着许多小轮子，即辊子，顾轮子可以横向滑移。辊子是一种没有动力的小滚子，小滚子的母线特殊的很，当轮子绕着固定的轮心轴转动的时候，各个小滚子的包络线为圆柱面，所以该轮能够连续地向前滚动。当这轮子以四个加以组合的时候，可以使机构实现全方位的移动。因为它的特殊性，所以能够广泛运用于各种需要全方位移动的器具上，如：轮椅，叉车，仓储机器人以及各种新式玩具，也能运用在各种平台上，如：大型仓库，超市，自动化工厂，码头港口，机场车站，甚至航天航空领域都可以使用到。相对于传统 agv 采用四个转向驱动电机。驱动轮子转向和四个前进驱动电机驱动车轮前后运动，麦克纳姆轮运用斜向的滚子在受到斜向力作用时可以斜向滚动，四个轮子的滚子在摩擦力作用下协调运动从而带动小车斜向运动。在移动过程中由于四轮滚子与地面摩擦力相互作用，最终形成小车任意方向移动。

agv小车先于美国被研发出来，但此后技术一直得不到质的提升。直到20世纪中期，瑞典volvo 公司，首次将全方位移动机器人应用于汽车的装配，大大提高了装备的效率。于是，美国各行业在欧洲技术的基础上研制出了更适合本国发展的agv小车。1963年，日本第一家agv成立，吸收其他国家的经验并研发出了更适合本国的agv小车，并且广泛的应用于医疗，制造，运输等行业领域，大大促进了现代化的发展。

我国的agv小车发展较晚，至1976年，我国的北京起重运输研究所才自主研发了首辆agv小车，改变了一直以来国内agv小车的市场需要靠进口才能运转的局面。经过不懈研究，目前，我国多家agv企业在一些领域已经到达了国际水平，但总体而言，仍然具有一定的差距需要追赶。近些年，随着计算机技术的不断发展，对agv小车的研究也不仅仅停留于结构上，而是转向了更为复杂更为精密的换向移位承载以及在恶劣环境下作业。在各种软件的辅导下，我国的agv小车也得到了可喜的发展，哈工大的学者提出用驱动电机的反馈为控制系统提供最佳转矩的控制思想，很好的解决了小车的车轮打滑问题。清华大学对于小车平衡性的研究处于我国顶尖水平，除了对小车碰撞稳定性的研究之外，还对小车的结构提出了优化的方法，以及对单个轮子的角加速度和加速度对小车平衡性的研究，并做了大量的实验。21世纪发展至今，我国的agv小车正在稳步向上发展，拥有美好的前景未来。

2. 研究内容与预期目标

主要研究内容：

浏览并查阅了国内外的agv小车的研究现状，阐述了agv小车发展的必要性和重要性。

根据使用的要求和环境的需要，确定了agv小车的具体设计方案，并对agv小车的单个轮子和小车整体进行三维建模。

3. 研究方法与步骤

研究方法：观察法；多观察不同小车的运动状况，几经比较，选出最优的方案。

阅读文献法；多多阅读前辈的文献，不走别人排除过的误区，在文献中汲取灵感，找到突破。

实验法；多次实验，逐步排除不合适的方案，在选中的方案中继续筛选，直到选出最优的最满意的方案为止。

4. 参考文献

[1]王文潮. 基于伺服驱动舞台用移动小车的研发[m]，湖南：湖南师范大学，2018

[2]左博文. 基于麦克纳姆轮的agv小车研制及协调控制[m]，安徽：安徽工程大学，2018

[3] 卢冬华. 计算机控制自动导向小车（agv）的设计与实现[m].上海:上海交通大学,2006.

5. 工作计划

1、 3月2日-3月6日：查阅资料，对智能小车技术进行原理分析；

2、 3月7日-3月10日：查阅资料，翻译、阅读英文资料；

3、 3月11日-3月18日：设计麦轮小车装置结构；