悬架（或称悬挂）是移动机器人本体的重要组成之一，主要由弹性元件、减振器、导向装置、缓冲块等部件构成，它把车身与车轮弹性地连接起来，起到缓和、衰减路面传递至车身的冲击载荷以及其引起的振动的作用，为移动机器人平顺地行驶提供保证。

       根据导向机构的不同，悬架可以分为独立悬架和非独立悬架。非独立的悬架的左、右车轮连接在同一根传动轴上，传动轴再通过悬架与车身连接，左、右车轮的运动是相互耦合的。独立悬架结构的左、右车轮通过各自的悬架与车身直接连接，左、右车轮的运动是相互独立的。

（a）非独立悬架                                               （b）独立悬架

图1  移动机器人悬架的种类

轮式移动机器人的悬架

       非独立悬架的常见型式包括：钢板弹簧式、螺旋弹簧式、横向推力式、扭转梁式等。非独立悬架的特点是：构造简易、低成本、抗压强度高、维护保养非常容易，但平顺性及可靠性都较弱。

       独立悬架的常见型式包括：麦弗逊式、支柱式、双叉臂式、多连杆式等。与非独立悬架相比，独立悬架具有很多优点，主要包括：

•  增加附着力：左、右车轮各自独立运动互不影响，车身的倾斜和振动问题大大减少，且在起伏的路面能获得良好的地面附着力；

•  改善平顺性：弹性元件只承受垂直力，所有可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，行驶的平顺性能得到较好的改善；

•  提高稳定性：由于采用断开式车轴，整车的质心高度下降，行驶稳定性能得到改善。

图2  轮式移动机器人常见悬架类型

履带式移动机器人的悬架

       履带式移动机器人底盘的左、右两侧对称配置一套履带行走系统，每套履带移动机构由轮系、悬架系统和履带组成。其中，悬架系统是机器人车体与负重轮之间的一切传力连接装置的总称，是履带行走系统的重要组成部分。

图3  履带式底盘的结构组成

       履带式移动机器人的悬架系统主要分为三类：克里斯蒂悬架系统、平衡式悬架系统、扭杆式悬架系统。

       克里斯蒂悬架是一种具有支点、摆臂、弹簧结构的悬架。当负重轮被障碍物推起时，安装它的摆臂被向上推，绕着与车身相连的支点旋转，从而使弹簧压缩吸振。克里斯蒂悬架具有很好的柔软性和可靠性，缺点是弹簧占用车体空间较多。

图2  克里斯蒂悬架及其原理

       平衡式悬架以多组轮子和一个共用的支撑架以及弹性部件为特点，根据不同的设计，有使用双轮组（谢尔曼式），三轮组（瓦伦丁式），四轮组（维克斯式，玛蒂尔达式）等。

图3  平衡式悬架

       扭杆式悬架是以扭杆为弹性元件的悬架装置，主要由扭杆弹簧、减振器及平衡肘等组成。扭杆式悬架利用扭杆的扭转变形缓冲地面起伏带来的振动和冲击，其的特点是结构简单、占用空间小、行程大、可靠性好。

图4  扭杆式悬架

       以上介绍的各种悬架，由于型式上的差异，结构特点和许多基本特性都存在较大的区别，需要根据移动机器人实际运行工况合理选用。目前，针对悬架的研究其主要对象是汽车，因此，汽车悬架的相关理论对移动机器人悬架研宄具有重要的借鉴作用。