輪式移動(dòng)機器人種類(lèi)繁多，根據不同應用、結構形式以及控制方法有各種各樣 的分類(lèi)方法，這里先介紹四種，即分別按照輪式移動(dòng)機器人的車(chē)輪數、運動(dòng)約束性、平衡特性以及控制方式來(lái)分類(lèi)。

先，根據輪式移動(dòng)機器人的車(chē)輪個(gè)數來(lái)分類(lèi)：普通的輪式移動(dòng)機器人有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或六個(gè)滾輪，或有驅動(dòng)(主動(dòng))輪和自位(從動(dòng))輪，或有驅動(dòng)輪、轉向 機構和制動(dòng)機構。自位輪在沿回轉軸開(kāi)始轉動(dòng)直至轉至轉彎結束為止的時(shí)間內， 驅動(dòng)輪產(chǎn)生滑動(dòng)，無(wú)法確定正確的移動(dòng)量和轉動(dòng)角度。另外，使用轉向機構和制動(dòng) 機構改變運動(dòng)方向時(shí)，將在靜止狀態(tài)下產(chǎn)生很大的阻力16。雖然說(shuō)與腿式移動(dòng)機 器人相比，輪式機器人地形適應性較差，但在能量效率、運動(dòng)速度、控制性能和機構 復雜性方面性能更佳(17.18)。按照平面運動(dòng)的自由度劃分，輪式移動(dòng)機器人包括差 速輪(differential drive)式移動(dòng)機器人和全方位(omni-directional) 移動(dòng)機器人。由 于平面運動(dòng)包含三個(gè)自由度，具有三個(gè)自由度的機器人稱(chēng)為全方位移動(dòng)機器人。 這種類(lèi)型的移動(dòng)機器人運動(dòng)性能優(yōu)越，適于高速高靈活場(chǎng)合，但是其運動(dòng)效率不 高。差速輪式移動(dòng)機器人僅包含兩個(gè)自由度，具有較高的運動(dòng)效率，且結構簡(jiǎn)單， 使用場(chǎng)合較多。國內外對于輪式智能機器人(Wheeled Mobile Robot.WMR)的移 動(dòng)載體的研究也越來(lái)越多。在這些 WMR 中根據移動(dòng)平臺的驅動(dòng)輪、方向輪和平 衡輪的數量不同，輪式移動(dòng)平臺可分為二輪移動(dòng)平臺、三輪移動(dòng)平臺、四輪移動(dòng)平 臺和多輪移動(dòng)平臺，乃至全方位移動(dòng)平臺，兩輪的WMR 的穩定性是一個(gè)主要的問(wèn) 題. 目前已有人致力于雙輪穩定行駛。實(shí)驗三輪的WMR 比較常見(jiàn)，代表性的車(chē)輪 配置方式是一個(gè)前輪和兩個(gè)后輪，兩個(gè)后輪d立驅動(dòng)，前輪僅起支撐作用，靠后輪 的差速實(shí)現轉向。也有采用前輪驅動(dòng)兼轉向的方式。還有采用后輪驅動(dòng)前輪轉向 的方式，并且許多都應用到實(shí)際的系統中了。

四輪移動(dòng)機構具有很好的穩定性，它的驅動(dòng)方式也有多樣，目前應用Z為廣泛。但是四輪的 WMR 在不平的地面上行走時(shí)有可能出現一個(gè)輪子不著(zhù)地的情 況，這樣用碼盤(pán)等傳感器做里程計時(shí)將產(chǎn)生很大的誤差。另外，如果在四個(gè)輪子上 安裝四個(gè)電機來(lái)驅動(dòng)的話(huà)，因為WMR 在平面上運動(dòng)時(shí)Z多有三個(gè)自由度，所以會(huì ) 出現冗余的情況。普通的車(chē)輪移動(dòng)機構雖然對野外崎嶇不平的地面適應性很差， 但由于其快速的移動(dòng)性能和控制上的簡(jiǎn)易性，仍然受到研究者的青睞，而將普通的 車(chē)輪經(jīng)過(guò)適當的組合之后，可以實(shí)現在階梯上的運動(dòng)，所以不少人致力于多節輪式 移動(dòng)機器人的研究與開(kāi)發(fā)。

第二，按照WMR 運動(dòng)的約束方程可以將其分成兩類(lèi)：完整性約束(holonomic) 和非完整性約束(non-holonomic) 的 WMR �？紤]一個(gè)具有n 個(gè)廣義坐標q 的機械 系統，受到m 個(gè)如下的約束：C(q)=0, 如果這些約束方程具有C(q)=0 的形式或 者通過(guò)積分可以化為C(q)=0 的形式，則它代表一個(gè)完整的約束。否則是一個(gè)非 完整性的約束系統。

對于一個(gè)非完整性約束的輪子來(lái)說(shuō)，它只能在與輪子軸垂直的方向前進(jìn)或 者后退，在不打滑的情況下不具有側向移動(dòng)的能力。在WMR 平臺中，如果它的 約束方程中有非完整性約束方程，或者說(shuō)如果它的某個(gè)輪子不具有側向滑動(dòng)的 能力，那么它就是一個(gè)非完整約束的 WMR 。非完整約束在現實(shí)世界中是隨處可 見(jiàn)的，象傳統的車(chē)輪都屬于非完整約束的輪子。非完整約束的 WMR 的運動(dòng)能 力的限制使得這類(lèi)系統的軌跡規劃、軌跡跟蹤等問(wèn)題中又增加了一個(gè)約束條件 而變得困難了，另外，在非完整約束條件下的WMR 的運動(dòng)學(xué)方程和動(dòng)力學(xué)方程 是非線(xiàn)性函數，用常規的線(xiàn)性控制理論進(jìn)行控制是很困難的，而且也不能簡(jiǎn)單地化 成線(xiàn)性的系統�？梢�(jiàn)，對于非完整約束的WMR 的控制也存在一定的難度，但由于 它的普遍性，目前有為數不少的學(xué)者在致力于非完整性移動(dòng)機器人的運動(dòng)控制的 研究。

第三，根據輪式移動(dòng)機器人平衡性能分類(lèi)，有動(dòng)態(tài)平衡式和靜態(tài)平衡式兩種。 單輪和雙輪移動(dòng)機器人由于機構的d特性，需要采用動(dòng)態(tài)平衡原理才能實(shí)現正常 運動(dòng)，因此又稱(chēng)為動(dòng)態(tài)平衡移動(dòng)機器人。單輪移動(dòng)機器人與雙輪移動(dòng)機器人采用 不同的運動(dòng)原理，兩者的機構也完全不同。單輪移動(dòng)機器人典型的例子是卡內基- 梅隆大學(xué)機器人研究所研制的Gyrover I和 Gyrover Ⅱ機器人19(見(jiàn)圖1-2-1), 它采用回轉平衡的方式實(shí)現機器人的動(dòng)態(tài)平衡。雙輪移動(dòng)機器人采用移動(dòng)倒立擺 原理實(shí)現機器人的動(dòng)態(tài)平衡，Segway 移動(dòng)交通工具是雙輪移動(dòng)機器人研究成果的 代表。多輪移動(dòng)機器人中Z為常見(jiàn)的是三輪和四輪移動(dòng)機器人。

Z后，根據控制方式分類(lèi)：有遙控操縱式、程序數值控制式、示教再現式和自主 控制式。按照輪子的數量分類(lèi)，可分為單輪、雙輪移動(dòng)機器人和多輪移動(dòng)機器人。