萬向輪、全向輪的優缺點是什麼？承重能力怎麼樣？只在機器人大賽上見過這些結構，它們還有其他適用範圍么？比如汽車怎樣？

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你的貼圖來說，我記得哪個大公司的設計廠裡面的機器人就開始用全向輪了。
真忘記了，你可以搜一下關鍵字，好像是某汽車生產商。就是你貼的第一個輪子。

優點：
這個輪子的好處是可以原地轉圈，可以前進後退左右移動。講白了就和他名字一樣，全向。
萬向輪的話，畢竟不能原地轉動。
缺點：
目前看來缺點就是只能在乾淨平整的地點使用，所以基本都是用在大型機械化自動工廠裡面的。
承重能力怎麼樣？
多幾個輪子就好，至少從我看的視頻裡面，一個設備左右兩側裝了16個輪子，上面放的也都是金屬設備能堆很高。
它們還有其他適用範圍么？比如汽車怎樣？
並不是很清楚，但是用在汽車至少民用汽車是不行的，畢竟路況千變萬化道路條件也不適用

在汽車上當然能用了
比如這樣的

哈哈哈，開玩笑的

說正事
由於汽車的發展，我們逐漸對車輪的要求越來越高，希望汽車在行駛中能夠達到更高的靈活性。比如說在轉彎時獲得更小的轉彎半徑，或者能夠使停車更加方便。

基於這個原因，確實有使用萬向輪、全向輪的汽車。

比如說這樣的（不過這種一般叫移動平台，「汽車」的說法比較模糊）

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不知道題主想表達的是——通過萬向輪或全向輪達到靈活的方向性的話
可能就要失望了
下圖中汽車就能夠靈活的改變車輪方向

（具體原理還未查清楚，猜測並不是簡單的萬向輪結構，有可能是採用單獨電機驅動，但是思路還是比較接近）

上面還是一些改裝車

比如說日產pivo2、EO 2這類。

比如說上面日產pivo2採用的名為「METAMO系統」的新技術成果，可自由調整輪胎的位置，採用了能將機械連接轉化為電信號的「By Wire」技術和內輪電機製造而成。

全向輪一般有兩種。
一種叫全向輪（Omni wheel），如下圖：
另一種叫麥克納姆輪（Mecanum wheel）：

根據經驗，麥輪的承重更大，與地面的摩擦力更大，不容易打滑。全向輪則更靈活快速，改進空間大。

重能力如下：

承重能力大小和輪子的大小正相關，以上所列的都是小輪子（汽車輪子一般是20寸）。
如果全向輪做到了20寸，承重能力還是不錯的。承重能力也和使用材料，機械設計和加工精度有關。

對於適用範圍，目前用於消費領域的可能性還是不大，至少在汽車上使用還是比較不現實的。雖然技術上難度應該不大。首先全向平移的操作方式不好設計，對於普通人來說，也不好駕馭。而且使用了全向輪的汽車，自由度變大。自由度大了，事故的概率也就更大。用於無人汽車倒是個不錯的選擇，全向輪適合應用於全自動操作的場景。

大家上面發表的都很正確，回復其中的一個問題：小車左右走時，晃動較大，如何解決——這可能跟車架有關係，輪子安裝沒有很平行，和車架有一定的角度。或者車架的剛性太強。當然也要看怎樣的晃動。

現在FTC比賽也有用全向輪和麥克納姆輪的趨勢哦，國內很多高校和研究所都在用航*發的全向輪，而且現在FTC比賽中也有幾個學校在用麥克納姆輪了，取得了第一名的好成績。如有興趣，可聯繫183*8206*6169

接著補充樓上的，全向輪由於摩擦係數比較小，效率各方面不是很高，會有打滑，對於汽車可能不太適合，不過特種車輛或許可以。好像現在會展服務類的機器人和家庭類的可以使用

2017-02-27 更新：改錯字

另外，樓下應該是成都航發的。

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課題是關於mecanum輪的（題圖中上一圖），所以過來回答下。

萬向輪分為很多種，包括全向輪（omni-wheel，題圖中下圖）、麥克納姆輪（Mecanum-wheel）、正交輪、偏心方向輪、球輪等，我正在接觸的只有Mecanum輪。

Mecanum輪的優點是可以在不改變車體姿態的前提下實現全向行走，缺點就是振動比較大，電機選型時也需要的偏大。

承重能力上，由於Mecanum輪的不同的支承方式，承載能力也有很大的可選範圍，同時這種輪子在大負載時一般也不會只是用4個，所以，負載上沒有太大問題，具體可以參考kuka的那個移動平台，單車負載我記得暑假開題時查到的資料是30T，主要用于飛機和列車的組裝。（ref: KUKA Industrial Robots - KMP omniMove）。

對於應用於汽車上，我認為現在還沒達到時候，原因有二：1.需要4輪獨立驅動，非x、y方向移動時，對某幾個電機的功率要求高；2.振動，尤其是在4個輪子運動速度差異比較大時，比如非零半徑轉彎時。

其他：

打滑：Mecanum分左右，安裝方式的不同會有不同的結果，打滑可以去掉；

零半徑轉彎：普通輪子也可以實現零半徑轉彎，具體可以參考掃地機器人、坦克車等；

爬坡：x軸方向運動時爬坡能力和普通輪子一樣，y軸方向對地面要求高，基本不能有起伏。

所以還是老實的應用在自動化領域吧

萬向輪轉向軸和旋轉軸公垂線有一定距離，需要旋轉轉向軸來適應前進方向，會對車的運動軌跡產生影響。
全向輪是一種二自由度的輪，不會影響運動軌跡，但是由於全向輪的製作和裝配工藝問題，其旋轉軸與地面往往會存在距離波動，直觀來說就是動起來咯噔咯噔的有聲音，不夠平順。
上面的回答已經提到麥克納姆輪，這種輪的平順性有很大改進，但是由於斜放的滾子的摩擦力在輪子的軸向有分量，所以必須成對使用，反向布置以消除軸向力的影響。
萬向輪的承重問題在於轉向軸的軸承受力不均，全向輪的承重問題在於滾子和滾子軸，所以肯定不如普通輪子的承重好。汽車上的應用沒見到過，另外，AGV這個領域也很少會用萬向輪和全向輪。

小車左右走時，晃動較大，如何解決

只說萬向輪，超市的購物車，活動腳手架，等等使用很普通呢。大型機械上採用萬向輪的話，我見過工程採用的單側支模，八個輪子能承受5t左右的鋼架。

改天上圖