轮足复合式双足仿人移动机器人结构

这款轮足复合式双足仿人移动机构，在设计之初就瞄准了科教演示、小型巡检、创客二次开发这几类核心应用场景，区别于纯足式行走的双足机构，它在足部后侧集成了辅助行走轮，兼顾了足式机构越障能力与轮式机构的平地移动效率，能在平整地面依靠轮组快速移动，遇到小尺寸台阶、线缆障碍时可切换双足步态完成越障动作，适配实验室、展厅、小型办公区这类既有平整通行面又存在零散小障碍的使用环境。从功能特性来看，整机采用层叠式钣金拼装结构，躯干部分预留了多组舵机安装位，上肢采用两自由度夹爪结构，可完成小型物件的夹持、搬运动作，腕部关节预留了标准安装孔位，可根据使用需求更换不同的末端执行器，比如加装传感器支架、小型画笔、磁吸拾取头等拓展部件。下肢部分的髋、膝、踝关节均采用标准舵机驱动，关节连接处做了限位凸台设计，避免舵机超行程转动造成的结构损坏，足部的辅助轮采用单侧悬臂安装方式，轮面突出足部底面2mm，平地状态下轮组接触地面时，双足处于微屈膝状态，可降低舵机静态持重负载，延长舵机使用寿命。设计思路上，整机所有结构件均采用等厚板材加工，没有复杂的曲面异形件，加工时可直接采用激光切割工艺完成板材下料，不需要开模或者五轴加工，能大幅降低样机制作成本，也方便创客群体自行加工组装。结构件之间的连接全部采用标准紧固件，没有焊接、粘接等不可拆卸连接，后期维护更换零件时不需要整体拆解，单关节损坏可单独更换对应结构件与舵机。从安装边界来看，整机躯干内部预留了30mm×50mm×20mm的控制板安装空间，可容纳常规的开源控制板、蓝牙模块与小型锂电池，躯干侧面预留了走线槽，所有舵机的连接线可通过线槽规整排布到控制舱内，避免走线外露干涉关节运动。上肢夹爪的开合行程为0-40mm，可夹持对应尺寸范围内的规则与不规则小型物件，夹爪指面做了防滑齿纹，夹持光滑表面物件时不易脱落。整机直立状态下的重心落在双足支撑面中心区域，轮式移动状态下重心前移至辅助轮与前脚掌形成的三角支撑区域内，静态倾覆角大于15度，平地移动时不会出现侧翻问题。关节转动范围方面，髋关节前后摆动角度为-30度到45度，膝关节弯曲角度为0到90度，踝关节可完成±15度的俯仰调整，能满足常规行走、下蹲、轮式滑行的动作需求，不需要额外增加关节自由度就能覆盖预设的全部动作场景。