双层轮式自主控制移动机器人结构设计

这款双层轮式自主移动平台的结构设计，核心围绕室内平整场地的自主移动作业需求展开，整体采用对称式双轮差速驱动布局，搭配前后支撑点实现稳定驻停，没有额外设置万向从动轮，尽可能减少底盘下方的突出结构，避免在过坎、穿越低矮障碍时出现卡滞问题。从结构分层来看，上下两层安装板通过四根垂直布置的支撑立柱连接，层间距经过精准核算，下层预留足够的空间布置主控电路板、驱动模块、接线端子等核心电控元件，所有板卡采用沉头螺丝固定在下层安装板的预设螺柱上，接线沿立柱内侧的走线槽排布，避免线缆外露被运动部件剐蹭；上层安装板作为功能拓展层，可根据任务需求搭载传感器模块、任务执行机构或者配重块，安装板上预留了多组标准安装孔位，兼容主流的传感器固定支架尺寸，不需要二次打孔即可完成拓展部件的安装。

在驱动轮的选型匹配上，采用大直径实心轮结构，轮面宽度经过优化，既保证足够的接地面积提升抓地力，又不会因为轮面过宽增大差速转向时的摩擦阻力，轮轴直接与驱动电机输出端连接，省去了额外的传动结构，既降低了整体结构重量，也减少了传动间隙带来的控制误差，轮轴与安装板的连接位置加装了法兰轴承，保证转动过程中的同轴度，避免长时间运行后出现轮轴偏磨、晃动的问题。整体机架的边角全部做了圆角处理，没有尖锐外凸结构，防止运行过程中碰撞造成结构损坏或者周边物体损伤，支撑立柱采用空心薄壁型材，在保证结构强度的前提下尽可能降低整机重量，提升移动过程中的续航表现。

从安装边界来看，整机的宽度控制在两个驱动轮的外沿尺寸范围内，前后方向的突出量不超过轮轴中心线前后100mm，保证转向时的最小回转半径可以控制在自身尺寸的1.2倍以内，能够在狭窄的通道内完成转向、掉头动作，适配竞赛场地内的狭窄通道、直角转弯等场景需求。下层电控区的元件布置遵循重心居中原则，重量较大的电池模块布置在两层结构的中心位置，主控板、驱动模块对称分布在电池两侧，让整机重心落在两个驱动轮的连线中心位置，避免出现重心偏移导致的单侧轮压过大、走偏问题。上层拓展区的安装平面平面度控制在0.2mm以内，保证搭载的视觉传感器、激光测距模块等检测元件的安装精度，不会因为安装面倾斜导致检测数据出现偏差。

在结构细节设计上，每层安装板的边缘都预留了穿线孔，上下层之间的线缆通过穿线孔规整排布，所有线缆的连接位置都预留了足够的余量，避免设备振动导致接线端子松脱；驱动轮的外侧没有额外设置外凸的护板，尽可能压缩整机的横向尺寸，同时轮缘位置略宽于机架主体，在发生侧面碰撞时，轮体首先接触障碍物，避免机架结构直接受撞击变形。整个结构的装配全部采用标准紧固件连接，没有焊接、粘接等不可拆卸结构，方便后期对元件进行更换、维护，所有螺孔的位置都做了沉头处理，螺丝安装后不会突出安装平面，避免影响上层拓展部件的安装平整度。针对竞赛场景的快速调试需求，电池安装位置设计了快拆结构，不需要拆卸其他部件即可完成电池的更换，节省调试过程中的准备时间，主控板的调试接口朝向机架外侧，不需要拆开上层板即可连接调试线进行参数烧录、调试。