舞台表演的轮式全向移动机器人设计开题报告

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1.开题依据、用于舞台表演的轮式全向移动机器人平台设计的目的和意义、麦克纳姆轮研究的现状、水平和发展趋势…...........………………………………........…….. .1

2.文献检索…………………………………………… 3

3.本课题的基本内容…………………………………5

4.课题设计内容、步骤和要求………………………6

5.方案初步确定.............................................................6

6.课程工作进度安排和参考文献……………………8

7.毕业设计（论文）开题报告指导教师评语表........10

1 开题依据、用于舞台表演的轮式全向移动机器人平台设计的目的和意义、麦克纳姆轮研究的现状、水平和发展趋势

1.1. 开题依据

本课题的目标是通过对使用麦克纳姆轮作为动力轮的移动平台设计，使其具有重载能力（一吨）以满足舞台展示的需要。众所周知，传统的轮式移动机器人无法做到包括横向侧移的全向移动，而麦克纳姆轮却能够依靠其滚轮上独特的设计，通过对其四轮运动状态的控制，轻松地完成全向移动。正因为此，使用麦克纳姆轮来搭建移动平台，其平台将拥有良好的运动特性，在平面上走出各种运动轨迹，以达到在舞台上承载各种视听设备，全方位向舞台下的观众进行多角度展示的目的。70010

本课题是上海杰销自动化科技有限公司校企合作课题。

图1 麦克纳姆轮图2 麦克纳姆轮全向移动平台

1.2. 用于舞台表演的轮式全向移动机器人平台设计的目的和意义

用于舞台表演的轮式全向移动机器人平台具有非常重要的现实意义。在21世纪初期，各种机器人移动平台如雨后春笋般不停冒出，比如传统轮式运动平台和由此开发的履带式移动平台，步行运动式移动平台以及与其类似的爬动型移动平台，还有蠕动式和相似的蛇形游动式平台等等。这些各种各样移动方式的平台被广泛应用于军用，医疗，清洁等各种领域。虽然这些平台应用广泛，但是它们都不约而同地有一个共同的缺点，就是做不到横测移动，而也正因为此，在一些工作空间比较狭窄的地方，比如物流仓库，餐厅后厨，机场港口等地传统移动平台很难进行灵活的运动以满足人来工作的需要，在本论文研究对象的舞台上情况也是相似的，传统的移动平台很难走出复杂的移动轨迹，更不用说保持移动平台上的某一展示面始终面对观众了。直到麦克纳姆轮移动平台的出现，才算是出现了真正的全向移动平台，然而这个平台也不是没有缺点。其缺点一是对于所行驶的平面要求较高，一旦平面无法保证平台所有的滚轮与地面保持摩擦力，其运动就会出现偏差，二是因为其滚轮的特别结构，要达到大载重的目的的话对其滚轮的强度要求格外高，如果多布置轮子，那么缺点一将被放大。综上所述，解决用于舞台表演的轮式全向移动机器人平台这一课题，就是解决了麦克纳姆轮的这两个缺点，使其能够真正地成为运用广泛的新型移动平台。

图3 传统轮式移动平台与装有麦克纳姆轮的全向移动平台。