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2 车轮的选择

选择车轮需要考虑多种因素，如机器人的尺寸、重量、地

形状况、电机功率等等，当然 ，也需要考虑到美观。

2.1车轮重量与类型的关系

一

般来说，机器人越重，要求车轮和履带的结构越坚固。

小于2磅的轻型机器人，可以使用软性泡沫塑料车轮。

由于机器人的重量轻，软性材料的变形还不至于太严重，而且

能在摩擦力很小时工作良好。超过 2磅的机器人，需要选用

质地更为坚硬的材料做车轮，不充气的中空橡胶轮胎能够在

6—10磅下工作。超过 l0磅，就要考虑实心橡胶轮胎或者充

气轮胎。而类似割草机的车轮，不管是实心的还是充气的，在

机器人的重量接近 40磅的场合都可以成为选择的方案。机

器人超过40磅时，可以考虑试用诸如小型机车轮、手推车轮，

或者其他相似的高效率的充气轮胎。

以上是一般性的建议 ，在某些特殊工作场合会有例外，比

如通过增加静摩擦或滚动摩擦来换取更好的牵引效果，而又

不太在意磨损的应用场合。如果轻型机器人驱动电机的功率

较小 ，便可以使用硬橡胶轮胎以减少滚动摩擦。还有另一种

例外，就是有意让轮子和标准铅垂面之间形成一个角度，这个

措施能削弱机器人由于电机未被妥善紧固而造成的偏离行进

方向的倾向。为此轮胎的质地需要更为坚硬，因为此时只是

借助轮胎的某个侧面来运动，而非整个底面。机器人运动时，

需要考虑轮胎材料以及轮胎受到的压力和拉力。

2.2地形条件与车轮材料

首先观察一下在不同路面上移动时汽车和自行车的车

轮。路面平整时常使用充气轮胎，这时轮胎不会发生严重变

形。而驾车外出或在山路上骑车时应减少轮胎的充气量。一

般来说，在光滑表面使用坚硬的或充气很足的轮胎，在崎岖路

面使用扁平的软性轮胎以便获得在不确定路面下良好的牵引

效果。对机器人来说选用轮胎的方法与此类似，可以概括为

高摩擦表面使用低摩擦性能的轮胎，低摩擦表面使用高摩擦

性能的轮胎。

在崎岖的路面，车轮需要更具有附着力的轮胎面，它更能

适应地形增加摩擦力。路面光滑时，使用光滑的胎面以增加

车轮与路面间的接触面积。但如果在光滑的路面上有碎屑和

尘土，就需要在轮胎上做出一些特殊的纹路，以增加对运动表

面的压力，降低尘土对车轮的影响。路面潮湿时也要求轮胎

上有凹槽，这样既有利于排水又可以增加摩擦力，或者说对地

面的附着力。

有些材料在不同路面上使用时性能的差别很大，一定要

仔细选择。往往需要进行试验，以找到能满足路面条件要求

的最合适的材料。在同样的路面使用不同的轮胎也会表现出

不一样的性能。例如沙地，接触面狭窄时，牵引力很小；接触

面积很大时它却能获得高的牵引力。因此在沙地上运动时，

应该使用宽轮胎，因为窄轮胎会陷进去。但是宽轮胎摩擦系

数更高，需要更多能量来驱动它。为了在这对矛盾中寻求最

优解就需要进行试验，以获得轮胎宽度的合适范围。

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