瓦力造型履带式移动机器人结构设计

　　该履带式移动仿生机器人的结构设计，核心围绕非结构化地面的通行适配需求展开，履带行走机构的接地比压控制在0.08MPa以内，可适配碎石路面、草地、轻度泥泞路面等多种户外场景，相较于轮式结构，越障高度可达到自身履带轮直径的1/2，能轻松越过路面散落的砖块、碎石等障碍物，在户外巡检、科普展示、影视道具复刻等场景下均有适配空间。从结构布局来看，整机采用下重上轻的配重设计，行走履带模块布置在整机下部，占整机总重量的62%，重心高度控制在整机高度的1/3位置，可保证30度坡面行走时不发生侧翻，履带采用橡胶材质内嵌凯夫拉抗拉层，既保证了与地面的摩擦力，又能降低行走过程中的噪音，适配室内展示场景的静音需求。

　　头部双自由度云台结构采用两个舵机分别实现水平回转与俯仰动作，水平回转角度范围为左右各120度，俯仰角度范围为上下各45度，可实现模拟观察、姿态交互的功能，云台内部预留了视觉传感器、测距传感器的安装空间，可根据实际使用需求加装对应元器件，不需要额外改动主体结构。机身主体外壳采用分块式拼接设计，外壳壁厚设置为2mm，相邻壳体之间采用卡扣加M2自攻螺丝的连接方式，既保证了外壳的拼接精度，又方便后期内部元器件的检修与更换，机身内部预留了120mm80mm60mm的电池仓空间，可容纳常规2S锂电池供电，同时预留了控制板、驱动板的安装位，安装孔位采用通用M3螺纹孔，适配市面上主流的开源控制板安装尺寸。

　　手臂结构采用单自由度摆动设计，摆动角度范围为前后各60度，手臂末端预留了功能拓展接口，可加装小型机械爪、照明模块等配件，手臂与机身的连接部位采用阻尼转轴，可在摆动范围内任意角度停住，不需要额外添加锁止结构。从设计思路上，该结构在还原影视IP造型特征的基础上，对所有活动部件的运动间隙做了工程化调整，头部与机身的转动间隙预留1.5mm，避免转动过程中发生剐蹭，履带张紧结构采用可调式张紧轮设计，张紧调节行程为5mm，可在履带长期使用发生拉长后调整张紧度，延长履带使用寿命。整机的安装边界控制在长宽高220mm180mm280mm范围内，所有外露部件均做了R2以上的圆角处理，避免尖锐棱角造成磕碰，适配科普教育场景下的青少年操作使用需求。

　　行走驱动部分采用两个直流减速电机分别驱动左右两侧履带，电机输出轴与履带主动轮采用D型轴连接，传递扭矩可靠，不会出现长时间运转后打滑的问题，电机安装座采用一体式注塑结构，与机身底盘通过螺丝刚性连接，保证传动过程中的同轴度，降低运转噪音与振动。机身外壳的分模线全部隐藏在结构拼接缝隙处，外观面没有明显的拼接痕迹，在做外观涂装处理时可获得更好的整体效果，外壳表面预留了水贴定位槽，可精准粘贴对应外观标识，不需要额外做定位标记。底盘部分的离地间隙设置为25mm，可保证在不平整路面行走时，底盘不会与地面凸起物发生碰撞，底盘前部做了15度的导角设计，在遇到高度较低的障碍物时可顺利爬上，不会出现卡滞的情况。所有转动部位的轴与孔配合均采用间隙配合，配合间隙控制在0.1mm-0.2mm之间，既保证转动顺畅，又不会出现过大的晃动量，转轴部位预留了润滑脂加注空间，可在长期使用后补充润滑，降低转动磨损。