带摄像头的Arduino自平衡凸轮机器人底盘结构

这款轮式自平衡移动底盘主要面向科创教育、小型巡检作业、嵌入式开发实训场景设计，可作为高校机器人工程专业的教学实训载体，也可改装后用于室内狭小空间的环境探测、定点图像采集作业，适配创客群体的二次开发需求，能够在平整硬质地面完成动态自平衡行进、定点转向、实时画面传输等基础功能。整体结构采用双层堆叠式布局设计，上层预留多组电池安装位，可并排容纳多节AA电池或小型9V供电模块，供电模块与主控板之间预留充足的走线间隙，避免线路挤压造成的接触不良问题；下层核心控制区域集成开源主控板、姿态传感模块、摄像头模组、直流减速电机与双路电机驱动单元，各功能模块之间通过标准排针排母连接，既保证了电气连接的稳定性，也方便开发者快速更换功能模块完成功能迭代。底盘行走部分采用双轮差速驱动方案，搭配大纹路橡胶防滑轮胎，轮胎与轮毂之间做了限位卡合结构，避免行进过程中轮胎滑脱；凸轮传动结构与电机输出轴直接耦合，减少了中间传动环节的动力损耗，配合姿态传感模块的实时角度反馈，可动态调整双轮输出扭矩，维持整机在行进、静止状态下的直立平衡。整机安装边界充分考虑了嵌入式开发的扩展需求，主控板周边预留了多组通用IO接口的安装空间，可外接红外避障模块、超声波测距模块、蓝牙通讯模块等扩展组件；摄像头模组安装在底盘前端的可调支架上，可根据实际探测需求调整俯仰拍摄角度，覆盖前方0到60度的垂直拍摄范围。结构设计上充分兼顾了轻量化与结构强度，主体支撑件采用板材拼接结构，无需复杂的一体成型工艺即可完成组装，各部件之间通过标准紧固件连接，拆装维护难度低，电池仓与主控区域之间设置了绝缘隔离挡板，避免电池漏液或线路短路损坏核心控制元件，电机安装位做了减震缓冲设计，可抵消电机高速运转产生的细微震动，提升姿态传感器的数据采集精度，保障自平衡算法的稳定运行。