微型轮式自主移动小鼠机器人结构设计

　　这款微型轮式移动平台的设计，核心面向高校机器人教学实验、小型嵌入式算法验证、迷宫路径规划实训场景，整体采用分层堆叠的模块化结构思路，将驱动执行层、主控电路层、传感拓展层做了清晰的物理分隔，既方便后期功能迭代时的模块替换，也能在有限的空间内最大化压缩整机体积，适配桌面级实验、小型迷宫竞赛这类对设备尺寸有严格限制的使用场景。从结构布局来看，整机底部为蓝色3D打印成型的承载基座，基座上集成了轮系安装位、电池仓卡位与上层PCB的固定柱，所有安装孔位都做了沉头处理，避免紧固件突出上表面干涉电路板的放置；驱动轮采用橡胶外圈的小直径滚轮，直接与直流减速电机输出轴连接，省去了额外的传动结构，既降低了传动间隙带来的运动误差，也进一步压缩了竖直方向的安装空间，轮系的布置采用差速驱动形式，两个主动轮沿机身中轴线对称布置，前端预留了万向支撑珠的安装位，保证整机在平整硬质地面上运动时的稳定性，不会出现侧翻或者卡滞的问题。上层主控电路板直接通过铜柱固定在基座上方，板载集成了电机驱动电路、主控芯片、传感接口与拓展排针，所有外接接口都布置在电路板的侧边位置，方便外接红外传感器、灰度传感器或者视觉模块时的走线，不会因为线束堆积挤压到下方的运动部件；电路板上的元器件布局做了高低分区，较高的接插件、电源模块都布置在板件的后侧区域，低矮的阻容元件、芯片则布置在前侧，既降低了整机的重心高度，也避免了高元件遮挡前方传感模块的探测视野。

　　从安装边界来看，整机的长宽尺寸控制在成年人手掌可完全托举的范围内，竖直方向总高度不超过5厘米，所有向外突出的部件都没有超出基座的外轮廓，在迷宫巷道内穿行时不会出现边角剐蹭墙体的问题；基座底部与地面的间隙经过反复校核，既可以顺利通过普通实验台面上的拼接缝隙、细小凸起，也不会因为间隙过大导致轮系抓地力不足，在光滑亚克力、木质贴面板这类常见的迷宫赛道材质上都能获得足够的摩擦力，不会出现起步打滑、转向偏移的问题。

　　在功能设计上，这款平台预留了足够的算力与供电冗余，板载的电源管理模块可以同时给主控、驱动、外接传感器提供稳定的电压输出，不需要额外外接供电模块就能完成基础的循迹、避障、迷宫求解功能；差速驱动的结构可以实现原地零半径转向，在狭窄的迷宫巷道内不需要额外的回转空间就能完成方向调整，非常适配迷宫竞赛这类空间受限的应用场景。结构设计阶段还充分考虑了装配与维护的便捷性，整个平台的紧固件全部采用统一规格的小尺寸自攻螺丝，拆解维护时不需要更换多种工具，电路板与基座之间的连接铜柱采用标准M2规格，后期如果需要更换更大尺寸的主控板或者增加额外的功能层，只需要更换更长的铜柱就能完成拓展，不需要重新加工基座结构；底部的轮系组件采用快拆式设计，电机通过卡扣与基座固定，不需要拧下多颗螺丝就能完成电机或者滚轮的更换，在教学实验场景下可以大幅降低设备维护的时间成本，适合学生群体反复拆装、调试使用。

　　从实际使用的适配性来看，这款平台的结构重量控制在极低的水平，搭配小容量锂电池就能获得数小时的连续运行时间，不需要携带沉重的电池组就能完成常规的实验任务；机身顶部预留的拓展安装位可以固定小型视觉摄像头、机械臂夹爪等功能模块，在基础的移动功能之外，还可以拓展完成小型物料搬运、视觉识别追踪等进阶实验任务，既可以作为机器人入门教学的实操载体，也可以作为小型移动算法的验证平台，为嵌入式开发、机器人运动控制相关的学习与研发提供可靠的硬件结构基础。