将重量分配在车轮或机器人中心上更好吗？

在设计标准的4轮或6轮机器人时，将重量主要分配在机器人的中心或车轮上是否更好，还是没有区别？

具体来说，哪种重量分布将使机器人不太可能翻倒？

假设它是一个刚性机器人，那么感兴趣的唯一重量属性是：

• 总质量
• 重心

在倾翻方面，如果倾翻前所需的角度最大，则机器人会更加稳定。这通过具有低的质心以及尽可能远离支撑多边形的边缘的质心来实现。

直观地可以看到，如果质心靠近机器人的中心，则它会更稳定。更正式地讲，如果您将每个轮子都视为一个多边形的顶点（从顶视图看），那么您将看到一个支持多边形。您可以将中心指定为距边缘最远的点。

增加稳定性的另一种方法是增加支撑多边形的大小-也就是说，将轮子进一步向外放置以形成较宽的底座。增加更多的轮子也可以增加支撑多边形的大小，尽管这主要影响三个轮式机器人，相对于轮子之间的距离，三个机器人的支撑多边形很小。

机器人倾斜所需的角度可能取决于倾斜的方向。如果沿该方向移动，则沿该方向的干扰可能性更大。这就是为什么与横向（侧倾轴）相比，汽车前后方向更稳定的原因，与左轮和右轮之间的距离相比，前轮离后轮更远。

机器人的总质量也是一个因素。如果机器人较重，则需要更大的干扰力才能将机器人倾斜到所需角度，然后才能继续倾斜。话虽如此，您不太可能希望简单地增加机器人的重量，因此您将：

• 尝试将较重的组件放在较低的位置（电池可能很重）
• 增加支撑多边形的大小（更远的轮子，或4个轮子而不是3个）。

只是为ronalchn的出色回答添加了一点：

以不改变质心位置的方式更改机器人中的重量分布会影响惯性矩，进而会影响机器人加速旋转速度的能力。

对于大多数陷入困境的机器人来说，这不太可能成为问题。不过，我能想象，对于一个极其动态的机器人，是非常迅速传播，并采取急转弯，能快速旋转它的身体可能是一个优势，甚至可以拯救自己，在某些极端情况下引爆。

因此，对于这种类型的机器人，将质量集中在中心附近是最好的。