带机械臂的轮式小型巡检移动装置

　　这款轮式移动作业装置的设计初衷，是面向狭小空间内的近距离巡检、轻量操作场景，比如实验室管线巡检、桌面级物料分拣转运、教学实训演示等场景，替代人工完成重复性、低负载的近距离作业任务。整套装置采用两轮差速驱动布局，两个驱动轮对称布置在底盘中部靠前位置，底盘尾部预留支撑结构保证静止与运动状态下的稳定性，整体底盘采用扁平化设计，上部预留了充足的拓展安装空间，可根据实际作业需求搭载不同的功能模块。驱动部分选用两个伺服电机作为动力输出，编码器直接集成在电机尾部，直接采集轮轴转动数据用于里程计反馈，无需额外加装外置编码器，既简化了底盘的布线结构，也减少了外置传感部件的安装空间占用，里程数据可直接接入控制板，为运动路径推算、

　　闭环速度控制提供基础数据支撑。底盘上部搭载的单自由度机械臂，采用关节式布局，臂体结构采用轻量化设计，末端预留标准安装接口，可根据作业需求更换夹爪、探测头、标记笔等不同执行端，机械臂的驱动舵机内嵌在关节结构内部，走线沿臂体内部线槽布置，避免运动过程中线缆剐蹭外部构件。底盘上层的安装区域预留了面包板固定位，可直接插接标准尺寸的实验面包板，方便使用者快速搭建控制电路、外接传感模块，无需额外打孔固定，适配教学场景下快速迭代实验方案的需求。从安装边界来看，整套装置的轮距控制在120mm左右，整体底盘长度不超过200mm，机械臂完全收拢状态下整体高度不超过150mm，可顺利通过高度200mm以内的狭小通道，适合在排布密集的实验台架、

　　管线夹层内移动作业。设计过程中优先考虑了模块化拆装需求，轮组、机械臂、上层安装板均采用快拆结构，单个部件损坏后可直接更换无需拆解整个底盘，底盘的走线槽沿底盘边缘布置，强电与信号线路分槽布设，减少电机运转时的电磁干扰对控制信号的影响。轮体采用橡胶外圈加硬质轮毂的结构，橡胶外圈可提供足够的抓地力，在木质、亚克力、金属等常见桌面材质上移动时不会出现打滑空转的情况，轮毂与电机轴采用D型轴连接，配合顶丝固定，避免正反转切换时轮轴与轮毂出现相对滑动。机械臂的关节转动范围经过限位设计，最大抬升角度下末端不会触碰底盘表面，完全下放状态下末端可触及底盘前方50mm范围内的作业面，满足近距离操作的需求。整套装置的重心控制在底盘几何中心偏下位置，

　　即使机械臂完全伸展到最大作业半径，整套装置也不会出现倾翻的情况，无需额外加装配重块，进一步降低了整体自重。在实际应用中，这套装置可通过外接蓝牙、WiFi模块实现远程遥控，也可搭配红外、超声传感器实现自主避障移动，配合机械臂完成简单的拾取、标记、探测作业，既可以作为教学实训的硬件载体，帮助学习者理解移动机器人运动控制、伺服闭环、机械臂运动学的相关知识，也可经过简单改装后用于小型仓储场景下的轻量物料转运，或是工业场景下设备表面的近距离视觉检测作业。设计时没有采用复杂的悬挂结构，因为其应用场景多为平整的室内平面，硬质轮组搭配直接固定的轮轴即可满足运动需求，省去悬挂结构也能进一步降低整体结构复杂度，减少后期维护的工作量，所有结构件的安装孔位均采用标准孔径，方便使用者根据自身需求加装额外的功能模块，不需要重新打孔加工。