三輪智能機器人的優(yōu)點:機構(gòu)簡單,旋轉(zhuǎn)半徑大

若將部分四輪機構(gòu)中的兩個聯(lián)動的舵輪用一個舵輪去替代，則在一定程度上 可以減少四輪機構(gòu)的缺點，從而形成對應(yīng)構(gòu)型的三輪形式。圖2- 1-5為常見的差 速驅(qū)動轉(zhuǎn)向方式，后兩輪d立驅(qū)動，前輪使用腳輪作為輔助輪，這種機構(gòu)的特點是機構(gòu)組成簡單、WMR 旋轉(zhuǎn)半徑可從零到無限大任意設(shè)定。采用這三輪結(jié)構(gòu)的機 器人轉(zhuǎn)彎過程中形成的速度瞬心位于后兩輪軸心連線上，所以即使機器人旋轉(zhuǎn)半 徑為零，旋轉(zhuǎn)中心也與車體的中心(三個車輪形成的三角區(qū)域內(nèi))不一致。但三輪 機構(gòu)具有一個明顯的優(yōu)點是不需要專門的懸掛系統(tǒng)去保持各輪與地面的可靠接 觸，設(shè)計中只需要注意車體中心的位置合理即可。

輪配置中也有一些很少見的配置方式，如圖2-1-6所示，圖2-1-6(a) 中 三 個 輪互成120°。車輪不僅可d立驅(qū)動而且可以d立轉(zhuǎn)向；圖2-1-6(b) 三個車輪采用 同步驅(qū)動系統(tǒng)控制，三個車輪同時用來驅(qū)動與轉(zhuǎn)向，這種機器人一個突出的特點是機器人本體相對于地面的姿態(tài)保持不變；圖2-1-6(c) 互成120°布置的三個車輪采用瑞典輪，通過d立驅(qū)動各輪可實現(xiàn)機器人全方位移動。

圖2-1-7是采用圖2-1-6(b) 所示的同步驅(qū)動的三輪移動機器人實例。三輪 同步驅(qū)動雖然有3個驅(qū)動和操縱輪，可是總共用了2個電機。 一個平移電機使3 個輪的速度一致，一個操縱電機使輪子繞著它們各自的垂直操縱軸一起旋轉(zhuǎn)。但 是需指出的是，輪子是相對于機器人的底盤受操縱的，因此沒有機器人底盤重新定 向的直接方法。在追求全向性的情況 下，同步驅(qū)動特別有好處，只要各垂直 的操縱軸與各輪胎的接觸路徑排列一 致，機器人就可以經(jīng)常對其輪子重新定 向，并沿著新軌跡運動。當然，同步驅(qū) 動也有一定的缺點：先，平移電機一 般用單根傳輸鏈驅(qū)動3個輪子，因為驅(qū) 動鏈中的泥漿和反沖存在，所以不論何時，當驅(qū)動電機起動時，Z近的輪子在 Z遠的輪子之前旋轉(zhuǎn)，從而底盤方向有 小小的改變。連同附加的電機速度的 改變，這些小角度偏移會逐漸積累，使 圖2-1-7 同步驅(qū)動三輪移動機器人 得在航位測定期間產(chǎn)生大的方向誤差。 

其次，移動機器人底盤的移動方向無直接控制，輪子不對稱的情況會產(chǎn)生各種類型 的誤差。 瑞士聯(lián)邦理工大學設(shè)計的 Tribolo 是采用3個球形輪的全向驅(qū)動的實例，如圖2-1-8(a) 所示，3個球形輪各由一個電機激勵，3個接觸點將球形輪懸掛起來， 其中2個點由球形軸承給定，另一個由連接到電機軸的輪子給定。這種設(shè)計的機 器人機動性比較好，而且設(shè)計簡單，但是它只適用于平坦的路面和小路，要制造摩擦系數(shù)大的圓形輪子是十分困難的。