迄今為止，輪子一般是移動(dòng)機器人學(xué)和人造車(chē)輛中Z流行的運動(dòng)機構。它可達 到很高的效率，如圖2.3所示，而且用比較簡(jiǎn)單的機械就可實(shí)現它的制作。 另外，在輪式機器人設計中，平衡通常不是一個(gè)研究問(wèn)題。因為在所有時(shí)間里， 輪式機器人一般都被設計成所有輪子均與地接觸。因而，3個(gè)輪子就足以保證穩定 平衡。雖然我們將在下面看到，兩輪機器人也可以穩定。如果使用的輪子多于3個(gè)， 當機器人碰到崎嶇不平的地形時(shí)，就需要一個(gè)懸掛系統以容許所有輪子都保持與地 接 觸 。

輪式機器人研究不是憂(yōu)慮平衡，而是傾向于把重點(diǎn)放在牽引、穩定性、機動(dòng)性及 控制問(wèn)題：為覆蓋所有期望的地形，機器人的輪子能否提供足夠的牽引力和穩定性? 機器人的輪子結構能對機器人的速度進(jìn)行充分控制嗎?

當我們考慮移動(dòng)機器人運動(dòng)的可能技術(shù)時(shí)，可能的輪子結構有 很大的空間。因為有很多數目不同的輪子類(lèi)型，各有其特定的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，故我們從 詳細討論輪子開(kāi)始，然后來(lái)檢驗為移動(dòng)機器人傳送特定運動(dòng)形式的完整的輪子構造。

有四種主要的輪子類(lèi)型，如圖2.25所示。在運動(dòng)學(xué)方面，它們差別很大。因此 輪子類(lèi)型的選擇對移動(dòng)機器人的整個(gè)運動(dòng)學(xué)有很大的影響。標準輪和小腳輪有一個(gè) 旋轉主軸，因而是高度有向的。在不同的方向運動(dòng)，需要先沿著(zhù)垂直軸操縱輪子。 這兩種輪的主要差別在于標準輪可以完成操縱而無(wú)副作用，因為旋轉中心經(jīng)過(guò)接觸 片著(zhù)地；而小腳輪繞偏心軸旋轉，在操縱期間會(huì )引起一個(gè)力，加到機器人的底盤(pán)。

瑞典輪和球形輪二者的設計比傳統的標準輪受方向性的約束少一些。瑞典輪的 功能與標準輪一樣，但它在另一方向產(chǎn)生低的阻力，它有時(shí)垂直于常規方向，如瑞典 90°輪；有時(shí)在中間角度，如瑞典45°輪。裝在輪子周?chē)�的輥子是無(wú)源的，輪的主軸用 作W一主動(dòng)地產(chǎn)生動(dòng)力的連接。這個(gè)設計的主要優(yōu)點(diǎn)在于：雖然僅沿主軸給輪子旋轉提供動(dòng)力(通過(guò)輪軸),輪子以很小的摩擦，可以沿許多可能的軌跡按運動(dòng)學(xué)原理移 動(dòng)，而不僅僅是向前或者向后。

球形輪是一種真正的全向輪，經(jīng)常被設計成可以沿任何方向主動(dòng)地受動(dòng)力而旋 轉。實(shí)現這種球形構造的一種機構模仿了計算機鼠標，備有主動(dòng)提供動(dòng)力的輥子，這 些輥子安置在球的D部表面，并給予旋轉的力。

無(wú)論用什么輪，在為所有地形環(huán)境設計的機器人和具有3個(gè)以上輪子的機器人 中，正常情況下需要一個(gè)懸掛系統以保持輪子與地面的接觸。 一種Z簡(jiǎn)單的懸掛方 法是輪子本身設計成柔性的。例如，在某些使用小腳輪的四輪室內機器人情況下，制 造廠(chǎng)家已經(jīng)把軟橡膠的可變形輪胎用在輪上，制作一個(gè)主懸掛體。當然，這種有限的 解決方案不能與應用中錯綜復雜的懸掛系統相比擬。在應用中，對明顯的非平坦地 形，機器人需要更動(dòng)態(tài)的懸掛系統。