施成章

（上海贽匠智能科技有限公司研发部，上海201418）

按照国际机器人协会的定义，服务机器人是一种以半自主或全自主的方式操作，为人们提供各种帮助的机器人［1］。移动式服务机器人具有可移动性强、机械结构实用便利、人机交互能力强、智能化程度高等特点，已遍布军事、航空航天、工业物流等自动化领域［2］，主要有履带式结构、足式结构和轮式结构［3］。基于应用场景、机动性和运动系统特性，可设计不同类型的移动机器人［4］。4轮独立驱动原理移动平台的4个轮子都是驱动轮，在平面内的3个自由度可被控制在平面内任何方向上运动［5］。

目前，轮式服务机器人的驱动原理主要有两种，一种是两轮差动驱动原理，如图1所示。图中，v为机器人车身运动的速度；vL为机器人左前轮运动的速度；vR为机器人右前轮运动的速度。

图1 两轮差动驱动原理

机器人后轮为从动轮，两轮差动驱动方式的移动平台由两个驱动轮和若干个从动轮组成，其中两个驱动轮的轴线平行，若两个驱动轮运动速度相同时，移动式服务机器人做直线运动；若两个驱动轮运动速度不相同时，移动式服务机器人进行转弯运动［6］。但双轮差速机器人在目标点横向移动有误差时，调整效率则会较低［7］。另一种是4轮独立驱动原理，如图2所示。

图2 4轮独立驱动原理

4轮独立驱动原理移动平台的4个轮子都是驱动轮，可在平面内任何方向上运动，机器人改变直线运动方向时，车身可以不用改变方向，只需调节4个轮子的运动方向，且机器人可以原地转向，转弯半径为零［5，8］。……