随着移动机器人技术的发展,全向移动技术逐渐成熟,其中使用Mecanum轮技术的全向移动设备凭借运行稳定、结构简单等优点得到广泛关注。Mecanum轮全向移动平台具备平面运动的全部三个自由度,能大大提高传统轮式设备的移动效率,特别适用于狭小作业空间。在物流、工业生产和服务业等多个领域具备极高的研究价值。本文以设计的全向移动平台为研究对象,介绍了机械结构和控制系统的设计过程,使用软件联合仿真加快了研发进度,在此基础上制作了物理样机并完成了测试。本文研究内容主要如下:(1)对机械结构进行了研究。推导了全向移动平台的运动学模型,对机械结构存在的轮组和地面接触不充分的问题进行了优化设计,提出了一种减震机构。结合运动学结果分析了车身参数变化对运动精度的影响,以此为依据将设计的减震机构引起的运动误差保持在合理范围内。(2)设计了模糊PID控制器用于轮组协同控制。介绍了模糊PID控制器原理,分析了平台的动力参数并进行了电机选型。在MATLAB/Simulink环境下建立了直流电机闭环控制系统,仿真验证了算法的合理性。(3)建立了ADAMS和MATLAB联合仿真模型并进行了仿真实验。本文详细列写了联合仿真模型的建立过程,并完成了平台典型运动状态的仿真实验,最后对实验结果进行了分析。(4)完成了物理样机机械本体制作和控制系统调试。文章描述了机械结构的特点,介绍了电气系统的总体方案,其中移动平台基于STM32高性能单片机完成轮组闭环控制和人机交互,在上位PC机开发了基于VB.NET环境的控制软件。最后通过物理样机实验对整个系统进行了性能测试。本文结合虚拟样机仿真和实物样机试验的方法,对全向移动平台的车身结构和电控系统进行了较为深入的分析和优化,对该类型全向运动装置的大规模推广具有广泛的实用价值。