带视觉采集模块的轮式巡检相扑机器人结构

　　该轮式移动机器人本体采用箱式承载底盘作为核心安装基体，底盘主体采用上宽下窄的梯形截面构型，上部平整安装面预留了视觉模块、控制板、电源模块的标准安装孔位，下部两侧集成驱动轮安装腔，可适配直径65mm的橡胶驱动轮，底盘前端设置多组平行排布的梳齿状柔性触边结构，触边采用等间距条纹构型，单根触边宽度8mm，伸出底盘前端长度42mm，既可以在近距离接触式检测中感知前方障碍物的接触位置，也能在相扑竞技场景下探入对方机器人底盘下方实现抬升动作，触边根部与底盘采用铰接式安装，预留2mm的上下浮动间隙，避免刚性碰撞导致结构断裂。

　　顶部搭载的视觉采集模块采用倾斜式安装支架固定，支架与底盘上平面呈35°夹角，镜头朝向斜前下方，视场角覆盖底盘前方0.8m到2m的扇形检测区域，模块顶部集成红色环形补光灯，可在低光照环境下提升图像采集清晰度，补光灯与镜头同轴安装，避免补光出现阴影死角。视觉模块后侧预留了控制板安装位，可搭载嵌入式图像处理板卡，实现前方目标识别、边线检测、对手位置定位等功能，板卡安装位周围设置3mm高的挡边，防止接线松动后线缆移位干涉运动部件。

　　底盘两侧的驱动单元采用内嵌式安装，驱动轮外缘与底盘侧面齐平，避免突出结构在移动过程中剐蹭周边障碍物，底盘下部前后端设置高度12mm的支撑凸台，当机器人发生倾斜时可提供辅助支撑，防止整机侧翻。底盘上部的平整安装面可根据不同应用场景拓展搭载不同功能模块，除了当前配置的视觉采集单元，也可更换为气体检测模块、温湿度采集模块，适配室内机房巡检、仓储环境巡查等场景，底盘内部预留了70%的空腔容积，可容纳24V锂电池组、电机驱动器、接线端子排等电气元件，空腔侧壁设置走线槽，所有动力线与信号线分开排布，避免信号干扰。

　　从结构设计思路来看，整机采用模块化拆分思路，底盘、触边、视觉支架、驱动轮组均为独立可拆部件，单一部件损坏后可快速更换无需整体拆解，各部件连接采用M3内六角螺丝固定，安装扭矩控制在0.6N·m，既保证连接强度也避免塑料件螺纹滑牙。整机外形尺寸控制在长220mm、宽180mm、高110mm范围内，可通过宽度200mm的狭窄通道，最小转弯半径为0，可实现原地自旋转向，适配狭小空间内的移动作业需求。底盘底部距离地面高度为15mm，可顺利通过高度10mm以内的地面凸起障碍，不会出现底盘托底卡滞的问题。

　　在实际应用中，该构型的移动机器人既可以作为教学竞赛场景下的相扑机器人使用，通过前端触边与顶部视觉模块配合识别对手位置，调整行进路线完成竞技动作；也可经过功能拓展后作为工业场景下的轻型巡检机器人，在设备周边定时巡查，通过视觉模块采集设备仪表读数、识别设备表面异常状态，替代人工完成重复性的巡检作业。整机重心控制在底盘几何中心偏下位置，移动过程中最大行进速度可达1.2m/s，急停时的前倾角度不超过15°，不会发生倾覆。前端触边结构除了竞技场景的抬升作用，在巡检场景下也可作为物理防撞结构，当触边接触到障碍物时，内置的微动开关会触发信号让机器人立即停止行进，避免碰撞损坏设备或机器人本体。视觉模块的安装角度经过反复校核，当机器人在平整地面行进时，镜头视场下沿刚好落在底盘前方100mm位置，不会出现近距离视野盲区，可完整覆盖行进路径上的所有障碍物与检测目标。