八轮全向移动麦克纳姆轮巡检小车结构

这款轮式移动底盘的设计初衷，是面向狭窄受限空间内的巡检、轻载转运作业场景，比如厂区设备间的仪表巡检、仓储窄巷道的物料周转、实验室精密器件的工位转运，这类场景往往对移动灵活性要求极高，普通差速轮底盘无法完成横向平移、零半径转向的动作，很容易在狭窄通道内卡滞，无法完成作业任务。设计阶段首先确定了全向移动的核心需求，选用麦克纳姆轮作为行走轮，通过八个轮子的差速配合，可实现平面内任意方向的移动，包括横向平移、斜向移动、原地自旋，不需要预留转弯半径，能在宽度仅比车身宽100mm的通道内顺畅通行。整体采用双层车架布局，下层为行走驱动安装层，通过四根横向布置的安装梁固定八组轮组，每侧四个麦克纳姆轮分为前后两组对称布置，轮组安装座预留了减震弹簧的安装位，可抵消不平整地面带来的颠簸，保证上层搭载设备的稳定性，避免巡检搭载的摄像头、传感器因为颠簸出现画面抖动、数据采集偏差的问题。上层为设备搭载平台，采用平板式结构，预留了多组规则排列的安装螺孔，可根据不同作业需求搭载检测传感器、控制模块、电池组或者轻载机械手，平台上方竖立的两组柱状安装座，可用于搭载视觉摄像头、激光雷达这类需要高位安装的检测元件，安装座的高度可根据实际探测需求调整，避免探测视野被平台上的其他设备遮挡。设计过程中对安装边界做了严格控制，整车宽度控制在常规巡检通道的通行阈值内，轮组外沿不超出车架侧边的安装边界，避免在通行过程中轮组剐蹭通道两侧的设备或者墙体，车架底部预留了足够的离地间隙，可顺利通过车间地面常见的线缆槽盖板、小高度门槛这类障碍，不会出现底盘托底的情况。驱动模块采用分散式布置，每个轮组可独立控制转速与转向，通过控制算法匹配不同轮组的转速差，即可实现不同的移动轨迹，相比四轮麦克纳姆轮底盘，八轮布局的接地面积更大，承载能力更强，同时单轮承受的载荷更小，可适配地面有轻微起伏的作业环境，不会因为个别轮子悬空出现动力丢失、移动轨迹偏移的问题。车架的连接部位全部采用螺栓紧固的方式，没有采用焊接结构，方便后期根据需求调整轮距、更换不同尺寸的轮组，也便于日常维护时拆卸更换损坏的轮组或者驱动部件，上层搭载平台的螺孔采用通用的安装孔距，可兼容市面上多数常规的工控模块、检测传感器的安装尺寸，不需要额外做转接板即可完成设备搭载，降低了二次开发的成本。