悬架与驱动是移动机器人的关键部件,其性能和可靠性与移动机器人总体性能指标关系密切。在2016年度芜湖市科技计划项目“全地形多用途移动机器人关键技术研究及其工程示范应用”(2016cxy03)的资助下,本文针对悬架结构创新、悬架和驱动系统动力学特性等方面开展研究,所做的主要工作如下。(1)在项目组研究出样机的基础上,借鉴汽车螺旋弹簧悬挂减震原理,结合移动机器人复杂地形通过性的要求,在横向增加减震装置,优化了悬挂减震系统的结构,提高了其动态性能。(2)针对改进后的悬挂,通过适当工程简化,建立了悬挂的力学模型,采用牛顿力学分析方法,分析支撑架受力状态,计算了主要受力位置的应力,建立了其数学模型;运用CAE软件,分析了支撑架强度,验证了结构工作的可靠性。(3)在优化悬挂结构的基础上,利用摩擦学理论和非完整约束的概念,分析了车轮做纯滚动的的条件。(4)针对车轮处于纯滚动的状态,利用基点法建立笛卡尔坐标系,车体坐标系以及车轮坐标系,利用非完整约束理论,建立了驱动系统的运动学模型;运用牛顿力学分析方法,建立了驱动系统的动力学模型;详细地推导了四个车轮各个方向的摩擦力。(5)为了进一步验证车体的稳定性,利用最小二乘法辨识了电机转子和车轮等转动件的转动惯量。基于牛顿力学理论,运用Matalb软件,分析了移动机器人做直线运动时车轮运动速度和车体速度的关系。取得的研究成果体现如下。(1)成功设计出悬挂机构,在横向增加减震装置,使移动机器人在越障时的动态性能更加优越。受力和强度的要求达到指标,满足工程上的应用。(2)研究驱动系统的数学模型,计算车轮和车体的运动和位姿,推导了车轮在侧向和纵向受到的摩擦力,改善了移动机器人的动力学特性,增强与复杂地形的匹配性。(3)基于整车模型完成了运动仿真,为移动机器人研制做了有益探索。