基于麦克纳姆轮全向车设计与性能研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目基于麦克纳姆轮全向车设计与性能研究作者姓名朱艳杰学位类别工程硕士指导教师宜亚丽副教授2016年5月中图分类号：TH11学校代码：10216UDC：621密级：公开工程硕士学位论文(应用研究型)基于麦克纳姆轮全向车设计与性能研究硕士研究生：朱艳杰导师：宜亚丽副教授副导师：戴勇波正高级工程师申请学位：工程硕士工程领域：机械工程所属学院：机械工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicalEngi

2、neeringRESEARCHONDESIGNANDPERFORMANCEOFOMNIDIRECTIONALVEHICLEBASEDONMECANUMWHEELbyZhuYanjieSupervisor：AssociateProfessorYiYaliYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于麦克纳姆轮全向车设计与性能研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包

3、含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日摘要摘要基于麦克纳姆轮（Mecanum轮）的自动导引车(automaticguidedvehicle，英文缩写AGV)具有高效率、低能耗和全方位移动等特点，应用领域越来越广泛。由于Mecanum轮结构的特殊性和导引方式的选择对AGV运行性能有着深远影响，因此，对其展开研究具有重要的理论和现实意义。确定全向车本体设计总体方案，详细阐述各组成部分结构及系统

4、；提出双测量轮导引方式，并给予原理性分析；利用SolidWorks软件建立全向车各组成部分实体模型，并进行装配，绘制工程图纸，加工制作出基于双测量轮导引方式的全向车。建立双测量轮导引方式和全向车结构的数学模型，从理论上分析两个测量轮转速、转角与四个Mecanum轮转速和全向车几何中心速度及车体转角的关系，为运动控制奠定了理论依据；推导考虑打滑因素的运动学方程，依据仿真得出全向车不同行驶方向、行驶指定距离时在横向、纵向的位移偏差，进而分析出Mecanum轮轴、径向打滑率，为进一步研究带有打滑的运动学分析提供

5、可循依据。运用ANSYS14.5/LS-DYNA软件对Mecanum轮进行有限元动态仿真，分析小辊子的变形量，并对变形量引起的误差给予补偿方法；运用ADAMS软件对运动学模型进行仿真分析，结果表明：通过双测量轮能够精确检测全向车的位置和姿态，验证了双测量轮导引方式的可行性及全向车全方位移动的可实现性。通过圆跳动实验验证Mecanum轮满足“包络成圆”的理论；通过现场试验，测试全向车载荷能力、续航时间、行车定位精度、爬坡角度等。结果证实：全向车运动性能可靠，检测指标满足设计要求。关键词：全向车；测量轮导引；

6、运动学仿真；打滑-I-燕山大学工程硕士学位论文AbstractAutomaticguidedvehicle(AGV)basedonMecanumwheelwiththecharacteristicsofhighefficiency,lowenergyconsumptionandomnidirectionalmobile,andapplicationfieddsofusingismoreandmorewidely.DuetotheparticularityofMecanumwheelstructureand

7、selectionofnavigationmode’sguidancehasaprofoundimpactonAGVperformance;therefore,theresearchhasimportanttheoreticalandpracticalsignificance.DeterminetheoverallschemeoftheontologyofAGV,andthestructureandsystemofeachcomponentareexplainedindetail;Theguidancem

8、odeofdoublemeasuringwheelisputforwardandgivetheprincipleofdescription;UsingtheSolidworkssoftwareestablishtheeachcomponentofAGV’ssolidmodelandassembly,andthenmappingprojectdrawings.Finally,theomnidirectionalvehicleba