在自动化物流与智能制造领域，AGV机器人以其灵活高效的物料搬运能力成为核心装备。其转向机构作为实现精准路径跟踪与复杂空间运动的关键模块，融合了机械工程、控制理论与材料科学的*新成果，展现出高度集成的技术特征。

铰轴转向

基于铰轴转向原理的机构通过转向电机驱动减速器，带动机械连杆改变方向轮取向。这种结构在3轮底盘中表现为前轮兼作驱动与转向，后两轮为从动万向轮。例如，某品牌3轮AGV采用直流伺服电机驱动转向铰轴，通过齿轮传动实现±90°转向范围，配合后轮差速驱动，可在狭窄通道内完成S形路径跟踪。其转向精度达±0.1°，重复定位误差小于0.5mm，适用于电子元器件仓库等对停位精度要求适中的场景。

在4轮或6轮底盘中，铰轴转向演变为双轮差速驱动模式。以某型号6轮AGV为例，中间两轮配置独立驱动电机，通过速度差实现转向：当左右轮速比为1:1时直线行驶，速比为2:1时转弯半径可缩小至1.2米。这种结构在汽车零部件生产线得到广泛应用，其转向电机功率通常为200-400W，减速比设定在15:1至30:1之间，既能满足重载需求，又可实现毫米级路径跟踪。

差速转向

差速转向机构通过控制左右驱动轮的转速差实现转向，其核心在于实时解算速度矢量。某激光导航AGV采用双24V直流伺服电机驱动，当需要右转时，左轮转速保持50rpm，右轮降至30rpm，车体即以0.8m/s的线速度沿半径1.5米的圆弧转向。该机构通过编码器反馈形成闭环控制，转向响应时间小于0.2秒，在满载3吨工况下仍能保持±5mm的路径偏差。

在多轮差速系统中，四轮独立驱动结构展现出更强的适应性。某重载AGV采用四组2kW伺服电机，通过CAN总线同步控制，可实现360°原地旋转。其转向算法融合了阿克曼转向几何与动态补偿模型，在地面不平度±10mm的工况下，仍能维持0.1°的转向角度精度。这种结构在港口集装箱搬运场景中表现突出，单台设备可替代3名人工操作，作业效率提升400%。

全方位转向

麦克纳姆轮与全向轮的引入，使AGV转向机构进入三维运动控制时代。麦克纳姆轮由轮毂与45°倾斜安装的辊子组成，当四个轮子以特定速度组合旋转时，可产生任意方向的合力矢量。某全向移动AGV采用四组麦克纳姆轮，通过解算逆运动学方程，实现横向平移速度1.2m/s、原地旋转速度30°/s的机动性能。其转向电机选用无刷直流电机，配合谐波减速器，在保持结构紧凑的同时，输出扭矩达500N·m。

全向轮结构则通过90°辊子排列实现纯横向移动。某医疗物资配送AGV采用三组全向轮呈120°布置，通过矢量合成算法，可在狭窄病房走廊内完成±0.5mm的精准停位。其转向机构集成力矩传感器，当检测到0.5N·m以上的侧向阻力时，自动调整轮组速度分布，确保运动平稳性。这种设计使设备在3米宽的通道内可实现180°转向，空间利用率提升60%。

舵轮集成

舵轮将驱动、转向、制动功能高度集成，成为高端AGV的核心部件。其内部结构包含驱动电机、转向电机、行星减速器、回转支承等精密组件。某重载舵轮采用双电机驱动设计，驱动电机功率达7.5kW，转向电机扭矩500N·m，配合RV减速器，可承载8吨负载并实现360°连续旋转。其转向机构通过电子限位与机械限位双重保护，确保转向角度在±90°范围内精确可控。

在控制层面，舵轮系统采用双闭环控制策略：驱动环通过编码器实现速度闭环，转向环结合陀螺仪与磁编码器形成位置-速度双闭环。某智能仓储AGV搭载四组舵轮，通过分布式控制架构实现协同运动，其路径跟踪精度在高速（1.5m/s）工况下仍可达±3mm，重复定位精度±0.1mm。这种设计使设备在复杂仓储环境中可灵活穿梭于1.8米宽的货架通道，存储密度提升35%。