1.1研究目的

据报告显示，2017年全国电子商务交易额达29.16万亿元，同比增长11.7%，全国快递业务量高达400.6亿件[1]。电子商务已成为转变经济增长方式的重要内容，电商物流能力也随之不断提高。电商物流的显著特点是订单数量庞大，品类繁多，但单个订单订货量很少，因此其人工工作量大，人力搬运与人工拣选效率低、错误率高，成为电商物流发展的瓶颈[2]。随着社会的发展，电商物流系统朝向智能化、自动化的方向不断发展。自动导引运输车（AGV）系统是在物流领域中最常见的物流装备，1954年世界上首台AGV在美国的South Carolina州的Mercury Motor Freight公司的仓库内投入运营，用于实现出入库货物的自动搬运[3]。海尔集团于2000年投产运行的开发区立体仓库中，9台AGV组成了一个柔性的库内自动搬运系统，成功地完成了每天23400的出入库货物和零部件的搬运任务。

AGV除了应用在物流领域，在其他领域也有广泛的应用。

（1）在制造业，AGV主要应用在生产线上，能够节约人力成本，降低人工出错率。AGV能高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务。它一般是由多台AGV构成的柔性的物流搬运系统，确保生产线快速高效的运作，很大程度上提高了生产的柔性以及企业的竞争力。近年来，AGV的应用深入到机械加工、家电生产、微电子制造、卷烟等多个行业，生产加工领域成为AGV应用最广泛的领域。

（2）在重型机械行业，AGV主要的用途是运送模具和原材料。因而AGV小车要求承载量非常大。它的特点就是配备了功率较大的移载装置，在AGV上配备大型机器人用以对大型金属构件进行喷漆是AGV在重型行业中的应用之一。

（3）AGV还多用于危险场所和特种行业。在军事上，以AGV的自动驾驶为基础集成其他探测和拆卸设备，可用于战场排雷和阵地侦察，英国军方正在研制的MINDER Recce是一辆侦察车，具有地雷探测、销毁及航路验证能力的自动型侦察车。在钢铁厂，AGV用于炉料运送，减轻了工人的劳动强度。在核电站和利用核辐射进行保鲜储存的场所，AGV用于物品的运送，避免了危险的辐射。

全方位移动底盘具有完全的３个自由度，这种运动学上的优点，使其在狭窄空间作业的机器人运动系统中广泛应用[4]。全方位AGV的移动机构有多种方案，采用最多的有两种方案：差速驱动和四轮全向轮驱动。在这些移动底盘中，车轮与车架基本都采用刚性连接，当AGV应用于室外不平坦路面或其他复杂工作环境时，轮子有可能不同时接触地面，而移动平台整体的运动方向和速度是所有轮子共同决定的，有一个轮子脱离地面则平台整体运动方向和速度会发生改变。更严重的会因为车身过度倾斜或振动过大而导致机器损坏。即便在室内平坦路面上作业，也可能会出现以上情况，比如在Mecanum轮式移动机构中，为了保证其运动的平稳性，当前一个辊子与地面即将分离时，后一个辊子必须与地面接触。由于辊子之间存在间隙，使得车轮转动过程中与地面的接触点不断变化，会造成车体振动和车轮打滑，影响机器人的正常运动[5-6]。

作为车辆重要部分之一的悬架系统是车辆的车架与车轮之间的一切连接装置的总称，它提供能够良好操纵的转向稳定性，同时能够吸收凹凸不平路面引起车辆垂直加速的能量，使车轮顺着路面上下颠簸的同时车架和车身不受干扰。车辆的悬架系统对整车动力学性能有着至关重要的影响，对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和安全性都起着重要的作用，故悬架系统一贯以来都是车辆动力学领域的研究重点[7]。

传统的AGV小车的底盘结构由于安装空间限制，底盘不带有悬架系统。有些产品将底盘悬架置于从动轮结构中，这在一定程度上解决了轮子打滑问题，但是在重载急停时，底盘晃动很明显，不适用于运行精度要求很高的场景。为此，本研究针对以上问题，参考车辆的悬架系统，设计一款适用于AGV的悬架系统。

1.2国内外研究现状

1.2.1国内研究现状

图1是上海交通大学设计了一款全方位移动AGV的双滑动轴浮动支撑机构。该设计保证了Mecanum轮在竖直方向的自由滑动，并使Mecanum轮浮动以实现在竖直方向浮动支撑。在路面不平时，不会因Mecanum轮不在同一平面而发生空转，或轻微接触地面时而不会打滑，同时减弱Mecanum轮行走时的振动[8]。