麦克纳姆轮架构的全向AGV小车靠谱吗？|什么是真正的全向AGV小车？

 

近两年AGV小车快速发展，市面有各种各样导航方式的AGV小车，AGV叉车等，运动形式也有常见的单向AGV小车和双向AGV小车，以及全向AGV小车。我们今天简单跟大家分享是全向AGV小车，基于麦克拉姆轮实现全向移动的代表机型最早应用在KUKA的mobility移动机器人上，其主要应用于环境非常好的净化车间或者实验室等场景，其应用优点主要是成本相对低廉，运动控制算法简单，减少大量的结构件，在非轨迹引导方式下具有非常大的灵活性。现在国内也有非常多“形似”的仿制品应用在磁导航的AGV上，那么基于麦克纳姆轮的AGV小车在普通制造业环境下运行靠谱吗？

麦克拉姆轮原理：麦克拉姆轮是将一部分的机轮转向力转化到多个周边轮上面，依靠各自机轮的方向和速度，这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量从而保证了这个平台在最终的合力矢量的方向上能自由地全向或者横向移动，而不改变机轮自身的方向，（如图所示：在它的轮缘上斜向分布着许多周边轮。）

分析：马克拉姆轮的确是一个非常巧妙的机构设计，但它适合需要100%可靠的AGV小车吗？

首先:从周边轮轴的设计来看，并不想设计者吹嘘的那样，根本不适合大载重或颠簸（当然不排除使用高强度钢材制造的轮轴骨架和优质的轴承，每个轮子需要十多个轴承从网络上可以查到目前国产麦克拉姆的价格，所以AGV厂商不可能使用优质的轮子）；

另外:轮子的结构决定它不能使用在一般环境，诸如毛发，胶质，灰尘沙粒等很容易被卡住，当周边轮被卡住力矢量的方向的方向就会发生改变从而出现出轨异常，如果你再购买的山寨机没有设计过载保护那么就非常危险。（试想你坐在办公室喝着咖啡吹着空调，一个电话告知AGV又出轨了，这是多么悲催的一件事。）

最后：麦克拉姆轮在AGV运行过程中急停时的惯性冲击会让AGV瞬间变向，以目前各家的运动系统来看，其系统响应速度会让整个AGV行走姿态很难看。（你可以做个小实验，AGV行走时同向斜角45度轻轻踹上一脚，结果……….你懂的）

 

原理：基于麦克纳姆轮的AGV小车采用四个麦卡纳姆轮实现全方位运动（布置见图），各轮由各自的电机驱动．由于是四轮驱动配置，为适应路面的不平设计了双滑动轴浮动支撑机构以使四轮同时触地（一般国内的山寨厂商为了降低成本没有设计这个结构），此机构中的两个矩形弹簧在不同压力下实现上下浮动，而横向布置的两对导向轴、轴承实现上下滑动导向．

 

基于麦克纳姆轮的AGV小车车载系统主要由主控制器、视觉或激光导引模块（国内的经济型90%采用磁条导航）、避障定位模块、运动控制模块、无线传输模块组成．控制系统．运动控制模块由四个电机．每个电机由驱动器和相应控制器控制驱动，四个电机之间通过CAN总线连接（目测山寨机没有用到CAN总线），从而组成运动控制模块；避障定位模块主要由前后两个激光、姿态方位参考系统等组成（磁导航没有该系统），实现避障定位等功能；监测遥控系统主要用于控制及监测AGV的运行状态．为使系统运行平稳及经济合理，一般采用相同参数值的四轮结构。

分析：1.没有了浮动支撑机构，在地面不是完全平整的车间行驶时出力轮无法与地面接触，故此无法提供有效的驱动力，在有轨磁条引导的方式下会出现出轨异常或行驶姿态左摇右晃；2.基于麦克纳姆轮的全向AGV小车在采用磁导航的方式会让全向移动失去意义，因为失去了姿态反馈在载重不平衡的时候，AGV停止姿态很可能是歪七竖八。

分析了这么多，什么是的四轮随动真全向？（不多讲，直接看图）我们的四轮随动全向AGV机型由于机构及复杂成本比较高，通常只适合大载重机型，针对小型经济型AGV我们也即将推出两轮随动的全向机型，如有需要敬请关注。