铰接摆臂式四轮越野移动底盘结构设计

这款轮式移动底盘的设计定位面向非铺装路面的无人作业场景，可适配林区巡检、矿区短途转运、农田垄间作业、灾后废墟探查等复杂地形工况，区别于常规平整路面使用的AGV底盘，其核心设计目标是在路面起伏落差大、存在零散障碍物、地面附着系数不均的场景下，保证四个车轮始终具备有效接地能力，避免单轮悬空导致的牵引力丧失、车体侧倾翻覆等问题。从结构布局来看，底盘采用框架式承载主体，上层预留了标准化的设备安装空间，可根据不同作业需求搭载检测传感器、载货平台、作业机械臂等功能模块，安装面预设了多组螺栓固定位，无需对主体框架进行二次加工即可完成不同功能组件的快速换装，降低场景适配的改造成本。行走系统采用四个独立的摆臂铰接结构，每个摆臂与主框架的连接位置设置了回转支撑结构，配合横向布置的联动杆件，可实现单侧前后轮、对角车轮的摆臂动作联动，当单侧车轮压上凸起障碍物时，摆臂可绕铰接点向上回转，同时联动对向摆臂向下施压，保证其余三个车轮始终贴合地面，相比独立悬架结构，这种联动铰接摆臂的设计不需要额外配置弹性阻尼元件，依靠结构本身的运动特性即可实现地形自适应，结构可靠性更高，维护成本更低，适合在多尘、泥泞的恶劣户外环境下长期使用。动力与传动部分的布局充分考虑了重心配平需求，将储能模块、控制模块集中布置在底盘框架的中前部位置，重量分布靠近车体几何中心，可降低摆臂动作时的重心偏移量，提升越障过程中的车体稳定性；传动路径从主框架内的动力输出端，通过链传动结构将动力传递至每个车轮的轮轴位置，传动部件全部内置在摆臂结构内部，可避免户外行驶时泥水、碎石对传动部件的冲击磨损，提升传动系统的防护等级。车轮选用大颗粒人字花纹的越野轮胎，胎块凸起高度较高，可在松软泥土、碎石路面提供足够的抓地力，轮辋采用多螺栓固定结构，可根据不同路面材质快速更换对应花纹的轮胎，适配沙地、雪地、硬化路面等不同通行需求。从安装边界来看，底盘主体框架的长宽尺寸控制在常规小型无人作业设备的适配范围内，摆臂处于初始水平位置时整车宽度满足林间小道、农田垄沟的通行宽度要求，摆臂最大上摆角度可支持车轮攀越高度不低于轮径三分之一的垂直障碍物，整车离地间隙在摆臂中位时可保证底盘底部不会剐蹭常见的田间土块、路面碎石，同时框架侧边预留了管线穿引的通道，上层搭载设备的供电、通讯线路可从框架内部的空腔走线，避免线路外露被树枝、碎石刮损。设计过程中充分考虑了部件的拆装维护性，摆臂与主框架的铰接位置采用可拆卸的销轴连接，需要维护传动部件时可快速拆下对应摆臂，无需整体拆解底盘框架；上层的储能模块、控制模块均采用快装式固定结构，可单独拆换检修，不需要拆解其他关联部件。这款底盘没有采用复杂的独立悬架差速控制结构，全部地形自适应动作依靠机械结构本身的联动实现，降低了电控系统的复杂度，即使在电控系统出现故障的应急状态下，机械结构本身仍可保证基础的越障通行能力，适合对可靠性要求较高的无人作业场景使用。