室内差速轮式自主移动探测小车结构

　　这款差速轮式移动平台的设计初衷，是为室内环境下的自主算法验证提供稳定可靠的硬件载体，区别于户外重载移动底盘，它的所有结构设计都围绕室内平整地面运行、小空间转向、多传感器搭载的核心需求展开。从底盘布局来看，采用双层亚克力支撑板搭配铜柱支撑的分层结构，下层板作为动力与核心承载层，直接固定两个驱动轮的直流减速电机、万向从动轮以及供电模块，这种下置重物的布局能够有效降低整车重心，避免小车在加减速、转向过程中出现侧翻风险，同时下层板预留的走线槽位能够将动力线与信号线分开排布，减少电机运转时的电磁干扰对上层传感器数据的影响。上层板作为传感器与功能模块安装层，预留了多组通用安装孔位，可根据不同实验需求固定激光雷达、视觉摄像头、显示屏、控制板以及交互按键，图中搭载的旋转式激光雷达通过独立支架抬高安装位置，能够保证360度扫描范围内无结构遮挡，避免底盘自身构件对雷达点云数据造成干扰，前置的深度视觉模块通过L型支架固定在车头位置，安装高度刚好匹配室内常见障碍物的检测范围，可覆盖地面到1.2米高度的障碍物识别需求，侧方安装的显示屏与旋钮按键则用于本地参数调试、状态显示，无需外接上位机即可完成基础功能测试。

　　差速驱动的结构选型完全匹配室内小空间运行的需求，两个驱动轮对称布置在底盘中部两侧，前后各布置一个万向从动轮形成四点支撑，相比三轮差速结构，四点支撑的稳定性更强，在搭载多组传感器导致上层重量分布不均时，不会出现底盘倾斜、驱动轮打滑的问题；转向时依靠两侧驱动轮的转速差实现零半径转向，能够在走廊转角、实验室工位间隙等狭窄空间内完成转向动作，无需预留额外的转弯半径，适配室内复杂的狭小通行场景。从安装边界来看，整车长宽尺寸控制在300毫米乘以250毫米范围内，整体高度不超过220毫米，能够顺利通过室内常规800毫米宽度的房门，也可进入办公桌下方、设备间隙等低矮空间完成探测任务，驱动轮直径选用80毫米的橡胶防滑轮，既能够保证足够的接地面积减少打滑，也不会因为轮径过大导致底盘重心升高，从动轮选用1.5英寸的万向福马轮，滚动阻力小，转向灵活，在瓷砖、地坪漆、短绒地毯等常见室内地面材质上都能平稳运行。

　　结构设计过程中充分考虑了模块化拆装需求，所有板件之间的连接都采用标准M3铜柱与螺丝，无需焊接或胶粘固定，更换不同功能模块时只需拆卸对应位置的紧固件即可完成调整，电机与驱动轮之间采用D型轴直连结构，省去了同步带、齿轮等额外传动部件，既减少了传动间隙带来的运动控制误差，也降低了后期维护的复杂度，控制板、驱动板等电子元件都通过尼龙螺柱固定在板件上，与金属紧固件之间做了绝缘隔离，避免电路短路风险。在实际应用场景中，这款小车可作为室内导航算法、避障算法、同步定位与建图算法的验证载体，也可搭载温湿度、气体检测等传感器完成室内环境巡检任务，或是改造为小型物料转运载具，在实验室、办公区、小型仓储空间内完成轻量物料的点对点转运。设计时针对传感器安装的通用性做了冗余考虑，上层板的安装孔位采用等间距网格排布，除了图中搭载的激光雷达与深度相机外，也可兼容超声波传感器阵列、红外避障模块、机械臂等不同拓展配件，无需重新加工板件即可完成功能拓展，供电模块的安装位预留了不同规格电池的固定空间，可根据续航需求选配不同容量的锂电池，满足不同时长的实验或作业需求。整车的结构件大多采用标准件与通用加工件，亚克力板可通过激光切割快速加工成型，加工成本低，制作周期短，适合高校实验室、机器人研发团队快速搭建原型验证平台，所有运动部件的安装位置都预留了调节余量，比如电机固定位设计了长条形调节孔，可调整电机安装位置来张紧轮轴配合间隙，万向轮的安装高度可通过垫片调整，保证四个轮子都能平稳接地，避免出现单个轮子悬空导致的运行抖动问题。