四摆臂履带式巡检移动机器人结构设计

该移动巡检机器人采用四摆臂履带行走构型，核心面向厂区管廊、地下配电室、仓储库区等存在台阶、缓坡、小型障碍物的非平整铺装场景，替代人工完成定时巡检、环境数据采集、异常状态排查等重复性作业，解决人工巡检存在的频次不足、高危区域进入风险高、数据记录一致性差等实际问题。整机行走部分采用四组独立铰接摆臂履带结构，每组摆臂可独立绕铰接轴转动，在越障过程中可通过摆臂的角度调整抬升车体高度，最大可跨越高度为自身轮径1.2倍的垂直台阶，同时可适配35°以内的连续坡道行走，履带外侧采用防滑齿形结构，在湿滑瓷砖、环氧地坪、轻度积灰地面均可保持足够附着力，避免行走打滑。车体上部搭载的感知单元集成了旋转激光扫描模块与无线通讯天线，激光模块可360°旋转采集周边环境点云数据，实时构建作业区域的二维栅格地图，配合内置的导航算法实现自主路径规划与障碍物规避，无线天线用于将采集的图像、环境参数、设备状态数据实时回传至远端管控平台，无需人员进入现场即可掌握区域内的整体状态。车体内部采用分层布局设计，上层黄色区域为感知与通讯模块的安装基准板，预留了通用安装孔位，可根据实际巡检需求更换热成像摄像头、气体检测传感器、温湿度采集模块等不同负载，无需改动主体安装结构；下层绿色区域为动力与控制单元安装区，分别布置了驱动电机控制器、主控制板、电源模块，各模块之间采用快插连接器对接，后期维护时可单独拆卸故障模块，无需拆解整车线束。车体外壳采用透明防护结构做半剖展示，实际量产时可更换为阻燃ABS材质的封闭外壳，防护等级可达IP54，可适应轻度扬尘、偶有滴水的作业环境，外壳边角做圆弧过渡处理，避免在狭窄通道行走时剐蹭周边管线与设备。四组摆臂的驱动采用独立伺服电机，摆臂角度调整精度可达±1°，行走驱动电机集成在履带模组内部，减少传动链路的功率损耗，同时降低行走过程中的传动噪音，整机空载行走速度可在0-1.2m/s范围内无级调节，满足不同巡检场景的速度需求。整机外形尺寸控制在长420mm、宽380mm、高度150mm（不含上部感知模块）的范围内，可顺利通过宽度500mm以上的狭窄通道，上部感知模块的安装高度距离底盘基准面为120mm，整体最高点高度不超过280mm，可进入高度300mm以上的设备底部空间完成巡检作业。摆臂处于完全收拢状态时，整机外接圆直径不超过450mm，可在直径500mm的空间内完成原地转向，适配管廊、配电室等狭窄空间的转向需求。底盘底部预留了15mm的离地间隙，可顺利通过地面铺设的直径10mm以内的线缆、小型凸起杂物，避免底盘剐蹭地面造成结构损坏。在设计过程中，优先考虑了模块化拆装需求，所有履带模组、摆臂驱动单元、上部负载模块均采用螺栓快装结构，单个模组的拆卸时间不超过5分钟，现场维护时无需专用工装即可完成易损件更换，履带采用标准同步带改制，备件采购成本低，更换流程简单。电池模块采用抽拉式安装结构，在连续作业场景下可快速更换备用电池，无需等待充电即可恢复作业，单块电池的连续续航时间可达8小时，满足单班次的巡检作业需求。