基于Arduino控制的迷你相扑机器人结构设计

这款小型竞技类移动机器人的结构设计，核心围绕桌面级相扑竞技场景的实际需求展开，整体控制核心采用Arduino UNO开源硬件平台，在有限的机身空间内完成感知、驱动、控制模块的集成布局，适配桌面级小型相扑赛事的场地边界与竞技规则。从实际应用场景来看，这类小型相扑机器人主要面向青少年工程实践教学、小型机器人竞技赛事、开源硬件创意开发验证场景，机身尺寸严格控制在4cm见方的边界范围内，完全符合迷你相扑赛事的参赛尺寸要求，不会出现超出场地起始区、干涉对手运动路径的安装边界问题。

在功能特性层面，整机搭载4个夏普红外测距传感器，分别布置在机身前侧、左右侧的不同高度位置，可实现对前方10-150mm范围内对手位置、场地边界的实时检测，传感器安装角度经过反复调校，避免相邻传感器出现检测盲区，同时不会因为地面反光产生误触发信号。驱动部分采用2个微型直流减速电机，对称布置在机身两侧的动力舱内，电机输出轴直接连接橡胶材质行走轮，轮距经过匹配调校，保证机身可以实现原地转向动作，在狭小的相扑场地内完成快速突进、转向避让、推挤对手的动作，电机安装座采用嵌入式卡槽结构，无需额外紧固件即可完成电机的定位固定，减少装配环节的复杂度，同时降低机身整体重量。

设计过程中优先考虑了模块的分层布局逻辑，最底层为动力安装层，预留电机走线槽、电池安装位，电池采用轻薄型锂聚合物电池，布置在机身重心位置，降低整机重心高度，避免在推挤对手时出现侧翻问题；中间层为控制板安装位，Arduino UNO控制板通过铜柱固定在中层支架上，所有传感器接线、电机接线都通过板载排针直接连接，减少冗余走线带来的信号干扰问题；最上层预留传感器安装位，4个测距传感器按照检测角度要求固定在上层支架的对应卡槽内，传感器检测面与机身外壳齐平，避免突出结构在对抗中被磕碰损坏。机身外壳采用轻量化硬质板材制作，前侧设计为倾斜的推挤面，表面做防滑处理，在接触对手机身时可以顺利将作用力传递到对手底部，将对手推出场地边界，外壳边缘做圆角处理，避免在运动过程中刮伤场地表面。

从安装边界的细节设计来看，整机所有外接接口都布置在机身后侧，包括程序下载接口、电源开关，不会在对抗过程中被对手触碰导致接线脱落或者程序中断；底部预留巡线传感器的扩展安装位，可根据赛事需求加装地面黑线检测模块，实现场地边界的自动识别功能；电机驱动模块紧贴控制板下方布置，利用机身底板的金属部分实现被动散热，避免长时间连续运行出现驱动过热导致的动力衰减问题。整机装配完成后，所有外露部件都不超出机身的长宽边界，运动过程中不会出现部件剐蹭场地的问题，行走轮的下压力经过配重调校，保证橡胶轮面与场地表面有足够的摩擦力，在推挤对手时不会出现打滑空转的情况。

在结构细节的处理上，传感器的安装孔位设计成长条可调式，可根据实际检测需求微调传感器的伸出长度与倾斜角度，适配不同反射率的场地表面；电机走线从机身内部的走线槽穿过，不会外露在机身外侧，避免对抗过程中接线被对手刮扯导致断路；机身前后的重量配比经过反复调整，前侧推挤面的重量占比略高于后侧，在推挤对手时可以获得更大的下压力，提升推挤效率，同时不会因为头重脚轻导致行进过程中出现前倾卡滞的问题。