随着工业体系的不断发展和逐渐完善,工厂环境结构化、生产自动化程度越来越高,移动机器人作为物料储运装置被广泛应用于生产活动中。为此,本文设计并制造一款基于麦克纳姆轮的全向移动平台,为保证移动平台在生产过程中的高精度运动和灵活避障,提出一种复合控制算法。经过试验最终达到自主导航的初步要求。本文主要工作如下:(1)移动平台车体结构设计。建立移动平台的三维模型,并根据设计采购相应的标准零部件,对非标准零部件委托机械加工厂加工制作,最后对整个移动平台进行组装成型。(2)数学模型设计。采用四个麦克纳姆轮方案的移动平台设计思路,首先对单个麦克纳姆轮的数学模型进行运动学分析,进而对移动平台坐标系下的四个麦克纳姆轮进行运动学分析,之后建立移动平台在环境坐标系下的运动学数学模型。(3)控制系统搭建。采用上、中、下三层分布的控制系统,上层控制是在Windows系统下利用C#语言搭建的远程控制界面,中层、下层控制放置在移动平台上,中层控制是在Linux系统下利用C++语言搭建的车载服务器,是移动平台控制中枢,下层控制是以Arduino mega ADK开发板为主的基本控制电路。并且搭建上层、中间层控制之间的局域网通信和中间层、下层控制之间的串口通信。可灵活自由的控制移动平台运动。(4)控制算法介绍。采用激光雷达扫描器作为移动平台感知环境信息的传感器,并对其采集的坐标数据进行处理分析,结合模糊PID控制算法、bang-bang控制思路和本文提出的避障算法构成复合控制器,实现移动平台高精度沿墙导航和灵活避障功能。最后,移动平台完成调试,并对其载重、越障、爬坡等自身性能做了评价试验,结果良好。进一步对移动平台沿墙导航能力和避障能力做了相关评价试验,实验结果表明:该移动平台运动方式灵活,能够在二维环境下保持良好的避障能力和较高的运动精度。