竞赛用双层轮式移动机器人结构设计

该轮式移动机器人主要面向高校机器人竞赛场景设计，可适配迷宫穿越、物料搬运、路径追踪等多类竞技任务需求，同时也可作为小型室内巡检、教具演示的载体使用，能够在平整硬质地面完成自主移动、环境感知、任务执行等动作，整体结构兼顾竞技场景的改装灵活性与运行稳定性。整机采用双层分层式布局设计，下层为动力行走层，上层为功能拓展层，两层之间通过四根带减震缓冲的铜质支撑立柱连接，既保证了两层结构的连接强度，也能在机器人越障、经过不平整路面时吸收部分震动，避免上层搭载的控制元件、传感模块受震动影响出现接触不良或检测精度下降的问题。下层车架集成了行走驱动系统，采用四轮布局，其中两个驱动轮搭配大颗粒防滑橡胶轮胎，轮毂为硬质工程塑料材质，轮胎表面的密集凸起纹理可提升与地面的摩擦力，减少急转、加速时的打滑概率，尾部搭配万向从动轮实现转向支撑，保证行走过程的姿态平稳；下层车架预留了电池、驱动电机、电机驱动板的安装位，所有元件均采用沉头螺丝固定，安装孔位做了沉台处理，避免螺丝凸起剐蹭地面或干涉上层元件安装。上层为功能拓展平台，板面采用黑色绝缘板材加工，边缘贴有黄黑警示标识，板面预留了多组标准化安装孔位，可根据不同竞赛任务需求灵活搭载主控板、传感器模块、机械执行机构等元件，无需额外打孔改装即可完成功能拓展，适配不同赛事的任务要求。整体结构的安装边界充分考虑了竞赛场景的尺寸限制，长宽尺寸控制在常规竞赛机器人的准入范围内，高度可通过更换支撑立柱进行调整，既可以降低重心提升行走稳定性，也可以抬高上层平台获得更好的传感器检测视野。设计过程中对走线空间做了预留，两层之间的支撑立柱旁留有走线空隙，可将上下层的连接线规整收纳在空隙内，避免走线外露缠绕轮胎或被赛场障碍物剐蹭，同时所有外露的金属固定件都做了绝缘处理，降低电路短路的风险。行走轮的安装位置经过重心匹配计算，将整机重心控制在四个轮子的支撑面中心区域，避免急停、爬坡时出现倾翻问题，轮胎与车架之间留有足够的摆动间隙，转向时不会出现轮胎剐蹭车架的情况，保证转向动作顺畅无卡滞。