小型轻量化四足仿生移动机器人结构

　　这款足式移动平台的结构设计，最初瞄准的是狭小空间内的巡检、探测类作业场景——比如工业设备缝隙的故障排查、狭窄管廊内的环境数据采集，这类场景轮式、履带式移动机构容易被凸起障碍、台阶地形卡滞，而足式结构的离散点触地特性，能更好适配非结构化的复杂地面。从结构布局来看，整机采用上下分层的承载设计，上层平板预留了通用安装孔位，可直接搭载控制板、传感模块、小型电池等组件，安装边界完全匹配主流开源控制硬件的固定孔距，不需要额外做转接件就能完成硬件集成，这点对于快速验证运动算法的开发者来说，能省去不少结构改制的时间。

　　四条腿采用对称式分布的关节布局，每条腿设置两个转动自由度，腿部连杆采用弯折式的钣金结构，在保证结构强度的同时尽可能降低腿部运动惯量，足端采用小直径的圆弧接触头，触地时能自适应小角度的地面倾斜，减少行走过程中的打滑概率。设计过程中最初考虑过高减速比的行星齿轮电机来提升关节输出扭矩，但实际校核运动参数时发现，过高的减速比会大幅降低关节的响应速度，无法满足小跑步态下的关节转速要求，最终在关节动力匹配上，需要平衡扭矩输出与转动惯量的关系，既要保证单腿抬起时能支撑整机重量，也要避免电机端惯量过大导致的运动滞后。

　　整机的外形尺寸控制在手掌级别的范围，横向与纵向的安装边界都做了收窄处理，能穿过宽度10厘米左右的狭窄通道，适合在空间受限的作业场景下使用。腿部关节的转动范围做了机械限位设计，避免运动过程中关节过转导致的线束拉扯、结构干涉问题，机身主体采用一体式的金属铣削结构，既作为承载框架，也起到了散热的作用，上层搭载的控制板工作时产生的热量，可以直接通过机身框架传导散出，不需要额外加装散热结构。从行走性能的设计目标来看，这款结构主要面向平整到轻度崎岖的地面场景，比如室内地面、室外平整铺装路面、带有小高度台阶的地形，足端的抬升高度经过参数校核，能跨越不超过足端直径3倍高度的垂直障碍，满足日常巡检作业的越障需求。

　　结构设计时特意将重心控制在机身几何中心的偏下位置，降低行走过程中的整机倾覆风险，即使在单腿支撑的相位下，整机的重心投影也能落在支撑三角形范围内，保证静态与动态行走的稳定性。腿部连杆的铰接点采用了小间隙的配合设计，减少关节运动的回程差，提升足端位置的控制精度，对于需要搭载视觉传感器做同步定位与建图的场景来说，更低的关节回程差能减少机身的无规则晃动，提升传感数据的准确性。整机的线束走线路径都做了内嵌式的设计，从机身内部穿过关节处的过线孔连接到腿部电机，避免线束外露在运动过程中被剐蹭、拉扯，提升长期运行的可靠性。