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Mecanum轮是一种性能优越、应用广泛的全方位移动机构，由它所搭载的全方位移动机器人可以在平面内灵活地实现三自由度运动。在需要精确定位和高精度导航的场合，它可以顺利地完成搬运、装配、探测、核操作等复杂的任务。Mecanum轮式移动机器人是一种典型的非完整约束系统，其运动受地面因素的支配和影响。辊子与地面以高副接触，因此应力集中、变形和磨损对机器人运动精度和承载能力的影响是不可忽视的；由于辊子轴向力的存在、电机转速的波动以及地面条件的影响，轮体打滑的现象较为普遍，严重影响了机器人的平稳性。因此，深入研究Mecanum轮地的接触特性是提高机器人运动控制精度和承载能力的先决条件，据此展开的研究包括：1、研究了Mecanum轮辊子理论母线的参数化建模方法，列举了常用的母线近似方程以及轮体参数，分析了辊子的结构及外层材料的选择；2、Mecanum轮与地面的接触分析。首先探讨了辊子接触地面的模型、辊子表面受力分析，重点利用赫兹接触理论建立了空间接触问题的一般模型，求解了辊子接触地面的最大应力及变形，进而得到了Mecanum轮产生振动的原因；接着分析了辊子接触椭圆的力学特性，给出了Mecanum轮磨损量的计算方法；然后采用ANSYS软件对两端支撑形式和中间支撑形式的辊子分别建立了有限元模型，得到了不同载荷作用下的辊子的变形和应力应变分布，验证了赫兹接触理论的适用性，最后提出了辊子轮廓线的优化设计方法。研究结果有利于提高机器人的运动精度和承载能力；3、移动机器人的建模、仿真及滑动控制。利用矢量分析法得到了Mecanum轮式移动机器人的通用运动学方程，并给出四轮结构的正运动学解和逆运动学解，基于拉格朗日方程建立了Mecanum四轮机器人的动力学模型。接着采用ADAMS虚拟样机技术研究了移动机器人实现平面三自由度运动的能力，分析了仿真误差的原因，并提出电机转速误差的控制方法，以有效的避免机器人的滑动。最后探究了Mecanum四轮结构的打滑模型，设计了基于SimMechanics模型的PID控制器，通过模拟打滑，该控制器可以有效的消除因打滑引起的位置跑偏。