随着我国人口老龄化的趋势越发严峻,电动轮椅的市场需求量也逐渐增加。轮椅乘坐舒适性是评定轮椅的重要指标之一,而轮椅的动力学性能是其关键的影响因素。较差的动力学性能会使乘坐者在心理和生理上感到不适,对乘坐者造成“二次伤害”。通过对车辆与路面耦合动力学研究现状的了解,发现在针对基于Mecanum轮的全向轮椅的研究过程中,研究内容主要围绕结构优化和智能控制两方面,未考虑其振动特性对乘坐者的影响。同时,在传统的车辆-路面系统动力学分析时常常将车辆动力学和路面动力学视为两个相互独立的系统进行研究,但车辆和道路是一个互相作用且不可分割的整体系统,故无法反映出车辆与路面之间的真实情况。所以,本文主要研究基于Mecanum轮四轮全向轮椅与道路耦合系统的动力学特性。本文针对基于Mecanum轮的全向轮椅在道路上运动过程中的实际情况,将轮椅-道路系统划分为:“轮椅整体振动简化模型”、“Mecanum轮与路面接触模型”和“刚性路面结构振动模型”3个子系统,并利用Fourier逆变换法模拟道路的实际不平整度情况。考虑到Mecanum轮特殊的结构组成形式,利用Mecanum轮与路面接触点的位移协调方程和根据达朗贝尔原理建立的Mecanum轮与路面之间的平衡关系式构建全向轮椅与道路耦合系统的振动方程,从理论上研究轮椅与道路之间的相互作用、耦合系统的动力响应以及轮椅乘坐舒适性等问题。在Mecanum轮四轮处于最优布局形式下,对其进行了全方位移动原理分析,并搭建了全方位移动实验平台,通过实验验证了数值仿真的准确性。同时对实验数据进行大量的统计分析,一方面通过可靠的实验结果与理论结果的对比验证了理论模型的正确性与实验系统设计的科学性;另一方面分析了模型的不足与产生误差的原因以及模型参数对轮椅整体振动特性的影响趋势。本论文通过理论研究、模拟仿真分析以及样机实验,进一步推进了针对基于Mecanum轮的全向轮椅与道路相互作用系统机理的研究工作,同时为提高轮椅乘坐安全性、舒适性的结构优化设计和更好地控制轮椅实现全方位移动等提供理论指导,具有重要的理论研究和实际工程应用价值。