麦吉尔大学竞赛用轮式移动作业机器人结构

这款轮式移动作业机器人的结构设计，核心面向高校工程实践竞赛场景下的物料搬运、定点作业类任务需求，整体采用模块化搭建思路，所有结构件的安装孔位、连接接口都做了通用化适配，方便参赛团队根据不同赛季的任务规则快速调整功能模块，不需要重新加工整套主体结构。从行走系统来看，选用大胎纹的橡胶驱动轮搭配侧边辅助支撑轮的布局，大直径轮胎可以跨越竞赛场地内常见的10mm以内高度差障碍，胎面的深纹路设计能在PVC、木质、哑光瓷砖等不同材质的竞赛场地上提供足够的抓地力，避免急启停、转向时出现打滑偏移；驱动轮的安装座采用腰型孔设计，可根据实际装配的电机输出轴高度调整轮系中心距，张紧同步带的同时补偿加工件的尺寸公差，保证传动效率稳定在合理区间。上层的作业输送平台采用铝型材搭建框架，平台表面铺设的防滑导条可以避免输送过程中物料滑落，平台的高度可通过侧边的型材连接角件调整，适配不同高度的物料取放工位，平台末端预留了执行器安装位，可根据任务需求加装夹爪、推料块、吸盘等不同作业末端，不需要改动主体框架结构。动力排布上，将驱动电机、控制模块、电池组等重量较大的部件布置在底盘下层靠近轮轴的位置，降低整机重心，在快速转向、坡道行驶时能减少侧倾风险，所有电气部件的安装位都预留了走线槽空间，避免线缆与运动部件发生干涉，同时方便后期检修更换部件。整机的安装边界控制十分紧凑，长宽尺寸适配竞赛场地常见的通道宽度，可在狭窄的任务通道内完成转向、避让动作，不会出现尺寸超宽无法通行的问题；顶部的立式导向结构采用轻质板材加工，在保证结构刚度的前提下尽可能降低整机重量，减少行走时的动力负载，同时该导向结构可配合场地内的定位标识完成初始位置校准，提升机器人的定点停靠精度。从结构设计逻辑来看，所有连接部位都采用标准紧固件连接，没有焊接、粘接等不可拆卸的连接方式，参赛队员可在短时间内完成整机拆装，更换故障部件；传动部位的同步轮、轴承座都做了防尘防护设计，避免竞赛场地内的碎屑、灰尘进入传动间隙造成卡滞，提升设备运行的稳定性。底盘的框架采用镂空设计，在保证整体结构强度的前提下减少不必要的材料使用，既降低了整机重量，也给传感器安装预留了足够的空间，可在底盘前后、侧边加装红外、光电等传感器，实现避障、循迹等功能。上层输送平台的传动辊采用轻量化设计，辊子表面做了滚花处理，增大与物料之间的摩擦力，输送模组的驱动电机安装在平台侧边，不占用平台上方的作业空间，输送速度可通过更换不同传动比的同步轮调整，适配不同节拍的作业任务需求。