移動機器人是一種在復雜環境下工作的，具有自主運行、自主規劃等功能的智能機器人，不僅在工業、農業、醫療、服務等行業中得到廣泛的應用，而且在城市安全、國防和空間探測領域等有害與危險場合得到很好的應用。
隨著智能制造、電商物流等行業的快速發展，移動機器人市場規模急劇擴大。據英國權威商業情報機構最新預測，2020年國際移動機器人市場達到24億美元，較2019年增長24%，2021年將進一步增長50%。國內外廠商的移動機器人產品一般采用差速輪驅動，不具備全向移動能力，靈活性差、運動精度低，限制了移動機器人的性能和應用范圍。因此，具有高機動靈活性、高運動精度、高智能化程度的智能全向移動機器人技術，受到世界各國的普遍關注。
移動機器人要實現全向移動功能，就需要有支持全向移動功能的驅動輪。我們日常所見的各類辦公桌椅、購物小推車等底部移動部件，均采用腳輪的結構形式，具有兩個運動自由度，即滾輪繞水平軸滾動的主運動和繞豎直軸線轉動的轉向運動，通過這兩個運動配合使主體實現直行、側行、斜行、原地轉向等運動，具備在狹小空間靈活機動的運動能力。
但此類腳輪一般采用惰輪形式，不具備主動驅動能力。如果將此類惰輪進行創新設計，變為主動驅動形式，將會形成具備主動驅動能力的萬向腳輪。搭載此類腳輪的平臺，將具有全向移動能力。但國內外傳統的全向移動機器人，在底盤驅動方式和定位導航系統設計仍存在一些技術瓶頸，制約了移動機器人行業的發展。
國內外領先的移動機器人廠商，其全向移動機器人均采用麥克娜姆輪驅動，然而這種大輪外緣套裝多個小滾輪的驅動型式，其小滾輪與地面無法保持連續滾動接觸，接地比壓高、摩擦力大、打滑嚴重，不僅驅動效率低、承載能力差，還容易損傷地面。傳統的全向移動機器人主動萬向腳輪，存在轉向和滾動運動耦合的問題，難于實現精確的解耦驅動控制，腳輪與地面間經常會出現較為嚴重的滑轉和滑移，不僅驅動效率低，運動精度也較差。
經過多年潛心攻關，科學家發明了用于全向移動機器人的機械解耦式主動萬向腳輪和直驅式主動萬向腳輪兩種腳輪，并在解耦式主動萬向腳輪的基礎上，研究了全向移動平臺的模塊化建模理論，并且按照模塊化機器人建模和設計流程，研制了智能全向移動機器人標準產品。此款智能全向移動機器人采用4個主動萬向腳輪作為驅動輪，可實現4個腳輪協調控制，進而實現解耦且具備3個自由度的全向移動功能，可直接執行0—360度任何一個方向的運動。此外，該機器人采用了多信息融合技術，能夠實現在車間物流場合的準確定位，定位誤差正負10毫米以內，搭載了超聲波傳感系統用于實現全方位自主避障，并且可通過WiFi實現遠程多機協調控制。
可以想見，未來以移動機器人為移動平臺的移動作業機器人，將擁有一個機動靈活、自主安全移動的載體和像人手臂一樣靈活、安全的操作臂，還可以和人安全互動，進行情感交流，在社會各個行業為人類服務。(楊桂林)
