ROS2多层圆形自主移动机器人平台

这款自主移动机器人平台采用多层圆形底盘的分层架构设计，整体结构围绕科研与教育场景的二次开发需求搭建，顶层预留标准安装孔位用于固定LiDAR传感器，安装面平面度控制在0.1mm以内，可适配市面上多数主流二维激光雷达的安装尺寸，避免传感器安装倾斜带来的点云畸变问题。中间层设置Raspberry Pi计算单元的固定卡槽，卡槽周边预留走线槽位，计算单元与下层驱动模块的连接线可通过层间支撑柱的中空孔位排布，减少线束外露带来的剐蹭风险，同时降低线束对传感器信号的电磁干扰。

底盘下层集成差速驱动系统，两个驱动轮对称布置在底盘中轴线两侧，驱动轮采用橡胶防滑轮面，轮面宽度25mm，直径120mm，配套的万向从动轮布置在底盘前后两端，保证整机移动时的接地稳定性，最小转弯半径可控制在0半径原地旋转，适配狭窄实验室通道、展厅导览通道等小空间场景的移动需求。电机驱动器集成在下层底盘的侧边安装位，驱动器与驱动电机的接线长度控制在15cm以内，减少动力线的信号损耗，同时驱动器周边预留散热间隙，避免长时间运行时的热量堆积影响控制精度。

层间采用铜质支撑柱连接，每层底盘的安装孔位采用等距圆周排布，用户可根据自身搭载设备的高度需求调整支撑柱长度，更换不同高度的支撑柱即可调整层间距，适配不同尺寸的嵌入式电子设备、额外传感器模块的安装需求，层板边缘做圆角处理，避免调试过程中剐蹭操作人员或周边设备。整机的供电模块布置在下层底盘的配重位置，平衡顶层激光雷达带来的重心上移问题，整机重心控制在下层底盘以上30mm范围内，保证移动加减速、转向过程中的机身稳定性，避免高速转向时出现侧翻风险。

该平台的设计参考了成熟自主移动机器人与TurtleBot系列研究平台的架构优势，核心控制框架适配ROS2系统，可直接搭载SLAM建图算法包实现未知环境的实时地图构建，配套的差速驱动控制接口可直接对接ROS2的导航栈，无需额外修改驱动层代码即可实现自主路径规划、动态避障功能，可直接用于高校机器人相关课程的教学实验、科研团队的移动机器人算法验证场景，也可作为AI机器人应用开发的基础载体，开发者可在顶层预留的扩展安装位加装机械臂、视觉摄像头、环境检测传感器等模块，拓展出巡检、物料转运、人机交互等不同功能。

从安装边界来看，整机最大直径控制在300mm，整机高度可根据搭载设备调整，基础款三层结构高度为280mm，可顺利通过常规室内800mm宽度的门洞，也可适配多数实验室桌面的调试空间，底盘最小离地间隙为15mm，可顺利通过室内地面的线缆、地毯接缝等微小凸起障碍，轮组的接地比压控制在合理范围，不会对常规室内地坪、环氧地面造成压痕。每层板的负载能力按照5kg设计，可满足常规计算单元、传感器、小型扩展执行器的搭载需求，层板采用轻质高强度板材加工，在保证结构强度的前提下尽可能降低整机自重，延长电池供电的续航时长。

在结构细节设计上，所有电子设备的安装位都预留了调试操作空间，计算单元的SD卡插槽、接口位置都对应层板的镂空区域，无需拆卸层板即可完成系统烧录、外设接线操作，驱动轮的安装座采用快拆结构，更换不同直径的轮组时只需拧下两颗固定螺丝即可完成拆装，方便用户根据不同地面场景更换适配轮组。整机的线束全部采用隐藏式排布，外层设置理线夹固定，避免移动过程中线束晃动卷入轮组造成设备故障，电源开关、充电接口布置在底盘后侧的易操作位置，无需翻转机身即可完成开关机、充电操作。