带机械臂的轮腿复合式移动作业平台

这款轮腿复合式移动作业平台，核心定位是面向非结构化地形的轻量作业场景，比如厂区户外管线巡检、农田作物样本采集、狭窄区域设备检修辅助这类轮式设备越障能力不足、纯足式设备负载续航偏弱的场景。从结构设计来看，行走部分采用四组轮腿集成结构，每条支腿为弯折式钣金成型构件，通过铰接点实现腿段的摆幅调整，支腿末端直接集成驱动轮，不需要额外设置轮组悬挂结构，依靠腿段的铰接转动就能实现底盘高度调节、单轮抬升越障，相比纯轮式底盘，能跨越高度不超过轮径三分之二的凸起障碍，也能在坡度15度以内的不平整地面保持机身水平，避免搭载的作业端出现姿态偏移。机身主体采用双层钣金框架结构，上层为安装基准板，预留了多组标准安装孔位，可根据作业需求更换不同的末端执行模块，本次搭载的是两自由度串联机械臂，臂体采用铝合金型材加工，关节处设置舵机安装位，末端为笔式作业头，可完成探针检测、标记喷涂、小型样本夹取这类轻量作业动作；下层框架为电气安装腔，所有控制模块、电源模块、驱动模块都采用嵌入式安装，模块之间预留走线间隙，框架侧板开设散热槽，避免长时间运行出现积热问题。从安装边界来看，整机展开后长度控制在800mm以内，宽度在450mm左右，常规站立状态下机身顶面高度为320mm，机械臂完全展开后最大作业高度可达650mm，水平作业半径覆盖机身前方400mm范围，单腿最大抬升高度为120mm，可适配常规路沿、田埂、厂区管线区的碎石凸起这类常见障碍。设计过程中优先控制了整机自重，框架部分采用2mm厚冷轧钢板折弯成型，支腿部分采用1.5mm厚6061铝合金板激光下料后弯折，在保证结构刚度的前提下，将整机自重控制在12kg以内，方便单人转运。轮组选用直径100mm的橡胶防滑轮，轮面设置深纹路，在湿滑草地、金属厂区地面都能提供足够附着力，每个轮组独立配置驱动电机，可实现原地转向、差速转向，最小转弯半径为0，能在狭窄的设备间隙、作物垄间灵活转向。支腿的铰接点全部采用带阻尼的销轴连接，配合连杆支撑结构，不需要额外加装锁止结构就能保持调整后的腿段姿态，减少了电气控制的复杂度，也降低了故障概率。机械臂的关节转动范围经过限位设计，大臂俯仰角度范围为-30度到90度，小臂俯仰角度范围为-60度到120度，末端作业头可实现360度自转，能覆盖机身侧前方大部分作业区域，不需要频繁调整整机位置就能完成小范围的多点作业。电气模块的安装全部采用快拆结构，每个模块通过卡扣固定在下层框架的安装槽内，维护时不需要完全拆解机身就能单独更换故障模块。整机的重心经过配平设计，电池模块布置在机身中部靠下位置，机械臂底座布置在机身前端上方，在机械臂完全前伸作业时，整机不会出现前倾倾覆的问题，静态稳定角可达25度，动态行走时的稳定角也能保持在15度以上，满足户外移动作业的稳定性要求。这款设备没有采用复杂的足式迈步结构，而是通过轮腿结合的方式平衡了移动效率和越障能力，相比纯足式机器人，它的移动速度更快、续航时间更长，控制逻辑也更简单，适合批量应用在需要长距离移动、偶尔需要越障的轻量作业场景，不需要复杂的步态算法就能实现稳定行走，降低了使用和维护的技术门槛。