水陆两栖环境作业巡检机器人结构设计

该设备针对近岸浅滩、内河湿地、城市滨水带等水陆过渡区域的巡检与轻量作业需求设计，解决传统轮式设备无法涉水、浮式设备难以登陆硬质铺装岸线的场景痛点，可覆盖岸线垃圾拾取、水质采样辅助、近岸植被巡查、浅水区异物排查等常规作业任务。整机采用模块化分层布局，底部为行走驱动层，配置大尺寸越野驱动轮与两组辅助承重轮，轮组安装位预留15mm的减震压缩行程，适配碎石岸、泥泞滩涂、硬化步道等不同陆地路面的通行需求；底盘中部预留水下推进器安装位，入水后可提供低速水面航行推力，推进器外围设置防护格栅，避免水生杂草、漂浮杂物缠绕桨叶。中部承载层采用绿色玻纤安装基板作为主承载面，所有功能部件均通过标准螺栓固定在基板的预留T型槽位上，便于后期根据作业需求更换功能模块；基板上方设置两组平行布置的圆柱形充气浮筒，浮筒采用高耐磨PVC夹网布材质，单筒额定浮力可覆盖整机自重1.5倍的载荷余量，浮筒与安装基板之间设置快拆卡扣，无需工具即可完成浮筒的拆卸与更换，方便陆地长距离转运时缩减设备整体宽度。上层功能舱采用密封式紫色舱体结构，舱体接缝处设置三元乙丙橡胶密封胶条，防护等级达到IP67，可在短时浸水工况下保护内部电控、电池组件不受潮；舱体顶部预留绿色快开检修盖板，无需拆解整个舱体即可完成内部线路检修、电池更换等维护操作。设备前端配置两自由度机械臂，臂体采用铝合金型材拼接结构，末端安装夹爪式执行器，夹爪开合行程0-120mm，可拾取重量不超过2kg的水面漂浮物、岸线零散垃圾，也可夹持采样容器完成定点水样采集作业。设备尾部设置多喷嘴喷射装置，喷嘴呈一字排开布置，可外接储液箱完成近岸区域的消杀、降尘作业，也可切换为清水喷射模式，清理附着在岸线护栏、步道上的淤泥污渍。整机外形尺寸控制在长850mm、宽620mm、高580mm范围内，陆地行走状态下最小离地间隙为110mm，水面航行状态下吃水深度不超过180mm，可顺利通过宽度不小于700mm的滨水步道、深度不超过300mm的浅滩水域；设备安装边界预留了外接传感器的拓展接口，可根据任务需求加装水质监测探头、高清摄像头、红外测温模块等组件，无需改动主体结构即可完成功能拓展。设计过程中重点考虑了水陆切换工况的结构可靠性，所有转动副位置均设置防水密封圈，电路接插件全部采用航空防水插头，避免涉水过程中出现电路短路、结构锈蚀等问题；轮组与推进器的动力输出采用独立控制回路，陆地行走时推进器断电锁止，水面航行时轮组抬升脱离水面（该版本预留轮组抬升结构安装位，可根据需求加装抬升舵机），减少航行阻力。