摘要作为移动小车而开发的移动机构种类已相当繁多，仅就地面移动而言，移动机构就有车轮式、履带式、腿脚式、躯干式等多种形式，适应了各种工作环境的不同要求。
全向移动小车的全方位轮具有平面内三个自由度，可同时独立的前后、左右和原地旋转运动，可在不改变自身位姿的情况下向任意方向移动。
借助于横向移动和原地回旋的特性，全方位运动平台还可方便的穿梭于狭窄拥挤空间中，灵活完成各种任务，相比传统移动平台有明显优势。
本综述论文首先分析了全向移动小车在国内外的研究简史与应用现状；对现使用较为广泛的全向轮进行综述对比；重点对当前主流轮式全向移动小车按照其机械结构、硬件模块、软件分析进行分类整理，总结论述了全向移动小车的三种控制方式；最后对全文进行归纳总结，展望了轮式全向移动小车的发展方向。
本综述论文在借鉴国内外的研究成果上，较为完善的总结了全向移动小车体系结构，为以后深入研究轮式全向移动平台的广泛应用提供理论参考依据。
关键字：麦克纳姆轮；全方位移动小车；车底安全检查Review of wheeled omni-directional mobile vehicle architecture Student：CHEN Feng-jun Teacher：XU Jian-yuAbstract：As the development of moving mobile car types of institutions has been quite extensive, only the ground moving, the moving mechanism had wheels, crawler, legs, torso and so on, adapted to the different requirements of various work environments.Moved car full omni-directional wheel having a plane of the three degrees of freedom, which can separate front, left, and rotational movement in situ, can be made without changing their posture in the case move in any direction. In situ by means of maneuver and lateral movement characteristics, full-motion platform can be easily shuttle in the narrow, flexible, complete a variety of tasks, compared to traditional mobile platform has obvious advantages.This review analyzes the omni-directional mobile car at home and abroad Brief History of Research and Application Status; right now the more widely used omni-directional wheel summarized comparison; focusing on the current mainstream wheeled omni-directional mobile car according to its mechanical structure, hardware modules , software analysis carry out classify collate, summarize discusses the omni-directional mobile trolley's three kinds control mode; Finally pairs of full-text carry on summarized, prospected wheeled omni-directional mobile car direction of development.This review paper drawing on the research results at home and abroad, the more perfect summary of the whole architecture of the mobile car for future in-depth study wheeled omni-directional mobile platform widely used to lay a good foundation.Keywords: Mecanum wheel; omni-directional mobile robot; vehicle safety inspection目次摘要 (I)Abstract................................................................................................. 错误!未定义书签。
1 引言 (1)1.1 课题研究的背景和意义 (1)1.2 课题研究的主要内容和工作 (1)2 全向移动小车研究简史与应用现状 (2)2.1 国外研究 (2)2.2 国内研究 (2)2.3 应用现状 (3)2.4 本章小结 (5)3 轮式全向轮的研究综述 (6)3.1 正交轮系 (6)3.2 Rover轮系 (6)3.3 球轮系 (6)3.4 Mutual YoYo轮系 (6)3.5 偏心轮系 (7)3.6 Mecanum轮系 (7)3.7 本章小结 (8)4 主流轮式全向移动小车体系结构 (8)4.1 机械结构 (9)4.1.1三轮结构 (9)4.1.2四轮结构 (9)4.1.3两者比较 (10)4.2 硬件控制模块 (11)4.2.1主控制器模块 (11)4.2.2传感器模块 (13)4.2.3次硬件模块 (13)4.3 软件分析 (14)4.3.1单片机软件分析 (14)4.3.2DSP软件分析 (14)4.4 三种控制方式 (15)4.4.1全向自主模式 (16)4.4.2全向循迹模式 (18)4.4.3遥控传感模式 (18)4.4.4各控制模式综合 (19)4.5 本章小结 (19)5 轮式全向移动小车结论与展望 (19)5.1 结论 (19)5.2 展望 (20)5.2.1车底安全检查 (20)5.2.2航天器制造业 (20)5.2.3高空作业平台 (20)5.2.4空间重负荷平台 (21)致谢 (21)参考文献 (22)附录 (24)1 引言1.1 课题研究的背景和意义随着电子通信与机电控制等技术的高速发展，人们已经开始并不断的尝试将智能小车或机器人等高效率的工具引入我们工业的各个领域。
现在，作为移动小车而开发的移动机构已相当繁多，仅就地面移动而言，移动机构就有车轮式、履带式、腿脚式、躯干式等多种形式，适应各种工作环境要求。
车轮式移动机构尤其突出，逐渐成为移动小车的重要组成部分之一。
对于普通的轮式移动机构，转弯都需要一定的旋转半径，在狭小的空间常因无法横向移动而失去作用，这在一定程度上限制了轮式移动小车的使用范围。
而轮式全向移动小车的车体无需做出任何转动，便可实现前后、左右和自转3个自由度运动，成为轮式移动机构的主要发展趋势。
全向移动小车以Mecanum 全方位轮（Omni- directional wheel）研究最多。
全方位移动小车就轮结构布局而言，以结构支撑稳定可靠、各轮负载较均匀、运动平稳、易于控制等优点的四轮结构在实际应用最为广泛。
研究表明麦克纳姆轮全向移动小车在运动及转位方面灵活，不受运动空间空间，可应用于生活、物流、工业和机器人等多个领域，有广阔的应用前景。
1.2 课题研究的主要内容和工作本课题研究内容主要有：整理当前主流轮式全向移动小车的体系结构（机械、硬件、软件）与应用现状。
主要工作如下：1）根据轮式全向移动小车体系结构，整理出当前轮式全向移动小车体系结构的机械、硬件、软件和移动小车的应用现状。
2）参照国内外已有实例，提出适用于车底安全检查应用的小型小车体系结并论证此体系结构有效性。
3）搜集国内/外文献，整理此领域1980年代以来研究简史。
4）简单预测本领域未来的研究发展方向。
5）查找本领域的主要研究机构及其研究子领域内容和研究现状；本领域主要国际期刊及其关注的子领域内容；本领域主要国际会议的网址、提交会议论文方式。
2 全向移动小车研究简史与应用现状目前移动机构的使用最广泛且最可靠的就算轮式移动小车了。
相对于目前亦有应用的其他移动形式(履带式、蛇行式、腿足式等)而言，移动小车运动效率高、载重能力强、机械结构稳定等优点可满足大部分工业环境使用要求。
且小车的结构丰富、驱动控制相对简单、运动灵活、行进速度相对较高而倍受青睐[1-4]。
因此，国内外相关研究机构对此作出广泛的研究。
2.1 国外研究对于全方位移动机器人的研究工作，国外已有相当多的研究机构进行了广泛的研究，全方位移动机器人大致可以分为6类,美国、德国、日本等发达国家在此领域上属于领先地位（具体分析参见第三章）。
2.2 国内研究我国自上个世纪八十年代，才开始对Mecanum轮的研究工作。
研究主要集中在Mecanum轮结构与机理分析上，主要研究机构包括清华大学、国防科技大学、浙江大学、中国科学院等高等院校和国家科研机构。
上海大学研制的全方位越障爬壁机器人可以在保持姿势不变的情况下，沿壁面进行全方位移动，并能跨越运行路径中的障碍物。
该机构结构简单，不需要传感装置来检测障碍。
江南大学的高春能，纪志成研制一种定制使用单排万向行走轮的新型全方位移动机器人，见图2-1。
付宜利、王树国等进行了全方位轮式移动机器人平台研究，提出了一种新型轮式移动机器人结构，见图2-2。
图2-1单排万向行走轮图2-2 全方位轮式移动机器人浙江大学张翮、熊蓉、褚健[5]和哈尔滨工业大学的闫国荣，张海兵各研究一种在结构复杂程度、承载能力和效率方面都有所改进的新型全方位轮式移动机构，即双排万向行走轮[6]，见图2-3。
图2-3双排万向行走轮与全方位移动足球机器人北京中国科学院自动化研究所研制的全方位移动机械手，该全方位移动机械手主要由3 个轮间夹角互为120°的偏心方向轮构成。