闫猛飞， 房 远， 董 政， 崔 智

（1.陆军装甲兵学院， 北京 100072； 2.61578 部队， 湖北 十堰 442000； 3.32214 部队， 江苏 南京210000）

引言

全方位移动平台是指能进行横向移动（X轴）、纵向移动（Y轴），中心转向（Z轴）及其复合运动（将其称之为三自由度运动）的平台[1]，因其具有灵活的运动特性从而被广泛应用于医疗、服务、仓储运输等领域，尤其是在狭窄空间作业及需要精确定位的场合。传统的全方位移动平台大多基于Mecanum（麦克纳姆）轮为行走机构进行设计，陆军装甲兵学院Zhang 等人基于全方位移动履带设计了履带式全方位移动平台[2]。本文结合Mecanum 轮式全方位移动平台和履带式全方位移动平台总结了全方位移动平台实现全向运动的三个条件，并提出一种逆向思维法分析平台全向运动，使其运动状态便于理解记忆。本文所论述的平台采用的是同一般车辆布局相同的四轮组纵向布局结构。

1 全向运动的实现条件

全方位移动平台之所以能够进行三自由度运动，有三个条件需要满足：一是具有二自由度行走机构，二是具有分布式独立电驱动系统，三是基于其逆运动学方程的控制系统设计。

1.1 二自由度行走机构

传统的移动平台由于其行走机构只能产生纵向的牵引力，因此无法实现全方位运动。麦克纳姆轮是由轮毂以及均匀分布在轮毂外圈与轮毂轴线成一定角度的鼓形辊子构成的，辊子能够绕自身轴线旋转，如图1 所示。平台运动时辊子有绕轮毂轴线的公转以及绕自身轴线的自转，由于……