带机械臂双轮腿式移动机器人结构设计

这款带机械臂的双轮腿式移动机器人，核心定位是面向多场景柔性移动作业需求开发的通用载体平台，区别于传统固定轮式移动机器人，其轮腿结合的结构设计能够适配更多非平整作业场景，同时搭载的机械臂可拓展完成多样化操作任务。从实际应用场景来看，这类机器人可覆盖厂区内部物料转运、狭小空间设备巡检、实验室样本转运、仓储区域小件拣选等多个场景，在平整铺装路面可依靠轮式结构实现快速移动，遇到小高度台阶、线缆沟槽、地面凸起等常规轮式机器人无法通过的障碍时，可通过轮腿的姿态调整完成越障动作，无需额外搭建辅助通行设施，大幅降低场景适配的改造成本。

从功能特性层面来看，整机采用模块化设计思路，主体舱体为核心承载结构，内部预留了控制模块、电源模块、驱动模块的安装空间，舱体边角做了大圆角过渡处理，一方面避免移动过程中剐蹭周边设备或人员，另一方面也能降低碰撞发生时的结构损伤，提升整机耐用性。侧部伸出的轴类结构为轮组安装接口，轮腿部分的摆臂结构可围绕该转轴做一定角度的摆动，通过调整摆臂角度改变整机重心高度与轮距接地角度，实现越障、爬坡、姿态保持等功能，在坡面移动时可通过调整轮腿角度让主体舱体始终保持水平状态，避免内部搭载的精密传感器、控制元件因倾斜出现工作异常。搭载的机械臂接口预留于主体舱体上部，可根据实际作业需求更换不同负载、不同自由度的机械臂末端，搭配夹爪、吸盘、检测探头等不同执行器，即可完成抓取、检测、操作等不同类型的任务，无需重新设计整机主体结构，大幅缩短定制化开发周期。

设计过程中优先考虑了安装边界与尺寸适配问题，主体舱体的外形尺寸控制在可通过常规室内门、电梯轿厢的范围内，轮腿收缩状态下整机宽度不超过常规通道的最小通行宽度，可直接在现有厂区、楼宇的现有通道内通行，无需对通行空间做改造。舱体内部的安装位采用标准化孔位设计，不同品牌的控制板、电池、驱动模块都可通过转接板快速安装，降低零部件选型的限制。轮组与轮腿摆臂的连接采用快拆结构，日常维护时可快速拆卸轮组更换轮胎或检修驱动电机，无需拆解整机主体结构。机械臂的安装基准面做了精加工处理，保证机械臂安装后的重复定位精度，满足作业时的位置精度要求。

从结构强度设计角度，主体舱体采用薄壁加筋的结构设计，在保证整体刚度满足搭载需求的前提下尽可能降低整机自重，提升续航表现。轮腿摆臂部分采用受力优化的截面设计，在承受整机重量与越障冲击载荷时不会出现过大形变，保证轮组的接地压力均匀，避免出现打滑或轮组偏磨的问题。整机的重心设计经过反复校核，在静止、移动、越障、机械臂作业等不同工况下，重心投影始终落在轮组支撑多边形范围内，避免出现倾覆风险，即使在机械臂伸展到最大作业半径时，也能通过轮腿的角度调整配平重心，保证整机稳定性。

在实际落地使用中，这类轮腿式移动机器人相比纯腿式机器人移动效率更高，轮式移动状态下的能耗更低，续航时间更长，相比纯轮式机器人的地形适应能力更强，能够覆盖更多传统移动机器人无法进入的作业场景，搭配可更换的机械臂执行端，可快速适配不同行业的作业需求，无需针对每个场景重新开发全新的机器人本体，能够有效降低移动作业类机器人的应用成本，适合作为通用移动作业平台在多个领域推广使用。