仿生鼠车移动探测装置结构设计

　　这款仿生鼠车结构的设计初衷，是面向常规巡检设备无法抵达的狭小封闭空间作业场景，比如工业管道内部淤积排查、建筑夹层线路巡检、灾后废墟缝隙生命探测这类作业环境，这类场景普遍存在通行截面狭窄、路径曲折多障碍、常规轮式设备转向半径不足无法通行的痛点，传统的直管爬行机器人仅能适配规则圆形管道，遇到变径、直角转弯、散落碎石障碍的场景就容易卡滞无法前进，而仿生鼠车的结构形态参考了家鼠的躯体比例与移动特性，能够在截面高度仅为自身躯体高度1.2倍的狭窄缝隙内完成转向、越障动作，适配更多非结构化的狭小作业空间。

　　从功能特性来看，该结构预留了多类传感器的安装位，头部位置可根据作业需求搭载红外热成像模块、气体检测探头、微型高清摄像单元，躯体中部的空腔可布置控制电路板与供电模块，尾部的柔性结构既可以搭载信号传输天线，也能在爬坡时起到平衡躯体姿态的作用，避免设备在倾斜面上行进时出现侧翻。行走结构采用了带防滑纹理的微型轮组配合仿肢体的悬挂结构，相比纯履带式的微型爬行设备，轮组配合独立悬挂的结构行进阻力更小，在光滑的管道内壁、积灰的建筑夹层表面都能保持足够的抓地力，越障高度可达到自身轮径的0.8倍，能够轻松跨过缝隙内散落的碎石、线缆接头这类常见障碍物。

　　设计过程中首先确定的是躯体的尺寸边界，整体躯体长度控制在180mm以内，躯体最大宽度65mm，躯体最高点距离行走面的高度控制在50mm，这个尺寸边界能够适配绝大多数工业民用建筑的预埋管线缝隙、设备内部的检修空隙，安装时不需要对原有设施进行额外的开孔改造，直接从现有管线的检修口即可放入作业。躯体外壳采用分段式铰接结构，前后段躯体的铰接点预留了15度的上下俯仰角度与20度的左右偏转角度，配合轮组的差速转向，最小转向半径可控制在100mm以内，在直角转弯的狭窄通道内不需要反复调整姿态即可完成转向动作。

　　结构细节上，头部的传感器安装座采用快拆式设计，不同作业场景下更换探测模块时不需要拆解整个躯体结构，仅需松开头部的固定卡扣即可完成模块替换，提升现场作业的换装效率。轮组的安装位预留了通用的微型电机安装接口，可根据作业的续航与动力需求，搭配不同扭矩的微型直流驱动电机，供电模块的安装仓做了隔层设计，可根据作业时长需求搭配不同容量的微型锂电池，仓体边缘预留了密封槽，可加装密封圈实现IP65级的防尘防水能力，适配存在少量积水、粉尘的管道内部作业环境。

　　在实际的结构验证阶段，针对不同地面的行进特性做了多轮调整，最初的设计轮组采用硬质塑料材质，在光滑的PVC管道内壁行进时容易出现打滑空转的问题，后续将轮面改为带微齿结构的软质橡胶材质，同时调整了悬挂的弹簧预紧力，让四个轮组始终能够贴合接触面，即使在倾斜30度的光滑壁面上也能保持稳定行进不会滑落。尾部的柔性结构最初设计为固定长度的硬质杆，在经过有凸起障碍的路径时容易被勾住卡滞，后续改为多节铰接的柔性段，遇到外力触碰时可自适应弯曲避让，不会因为尾部勾挂障碍导致设备无法行进。

　　针对设备的维护便利性，整个躯体的上下外壳采用卡扣配合少量螺丝固定，拆解时仅需卸下底部的两颗固定螺丝即可打开上盖，对内部的控制板、电池、线路进行检修更换，不需要拆解行走轮组与铰接结构，降低日常维护的操作难度。所有的内部走线都预留了走线槽，避免躯体铰接转动时线路被挤压磨损，延长设备的连续作业使用寿命。