履带式人形探测作业机器人结构设计

　　这款履带式人形探测作业机器人的结构设计，核心围绕复杂非结构化地形下的近距离作业需求展开，区别于常规轮式移动平台，履带行走机构的接地比压控制在0.04MPa以内，能够在松散沙土、碎石坡面、狭窄管廊台阶等常规轮式设备无法通行的场景下稳定移动，单侧履带采用驱动轮后置、导向轮前置的张紧布局，配合内置的扭杆缓冲结构，可跨越高度不超过自身履带高度1.2倍的垂直障碍，爬坡角度最大可达32度，完全覆盖工业厂区巡检、灾害现场近距离探测、狭小空间设备运维等场景的移动需求。上半身采用类人形的双机械臂布局，单臂设置5个转动自由度，肩、肘、腕关节的转动副均采用模块化铰接设计，关节处预留了标准的末端执行器安装接口，可根据作业需求快速更换夹爪、探测探头、

　　小型操作工具等不同末端配件，臂展完全展开时作业半径可达420mm，单臂额定负载1.2kg，能够完成轻量物件拾取、设备表面检测、阀门旋钮操作等精细作业动作。躯干部分的框架采用镂空式管梁拼接结构，主承力框架使用薄壁不锈钢管弯折焊接成型，外部覆盖透明PC材质的防护壳体，既能够直观观察内部线缆、管路的排布状态，也可以为内部搭载的控制模块、传感单元提供基础的防泼溅、防磕碰防护，躯干内部预留了直径120mm、高度80mm的圆柱形安装舱位，可根据应用场景搭载气体检测模块、热成像单元、小型采样装置等不同功能组件，安装舱位设置了快拆盖板，无需拆解整体框架即可完成内部组件的更换与维护。整体结构的外形尺寸在收拢状态下为长380mm、宽260mm、

　　高480mm，能够顺利通过宽度300mm以上的狭窄通道，满足管廊巡检、废墟缝隙探测等场景的空间通过要求；行走机构的履带外侧采用防滑橡胶材质，接地长度220mm，宽度60mm，在平整硬质地面的移动速度可在0-1.2m/s范围内无级调节，转向通过两侧履带的差速控制实现，最小转弯半径为0，可在狭小空间内完成原地转向动作。设计过程中对整体重心做了针对性优化，将重量占比较大的电池模块、驱动控制板布置在躯干下部靠近履带行走机构的位置，整机重心高度控制在距离地面180mm以内，即使在机械臂完全前伸的最大负载状态下，整机的抗倾覆角度仍可达到25度，避免作业过程中出现倾翻问题。机械臂的连杆部分采用工程塑料与铝合金件组合的结构，

　　在保证关节连接强度的前提下尽可能降低上肢结构的重量，减少行走过程中的上部晃动量，关节铰接处均设置了阻尼调整结构，可根据末端负载的大小调整关节转动阻尼，既能够保证动作过程的平顺性，也可以在断电状态下保持臂部姿态固定，不会出现臂体自由下落的问题。线缆排布沿躯干内部的黄色理线架规整布置，所有线缆均预留了足够的活动余量，避免关节转动过程中出现线缆拉扯、磨损的问题，理线架采用快拆卡扣固定，后期维护时可快速拆卸梳理内部线路。头部位置预留了视觉传感单元的安装位，可搭载单目或双目摄像头，安装位的俯仰角度可在正负15度范围内手动调整，配合行走机构的转向与机械臂的动作，可实现前方120度范围内的视觉覆盖。这款结构设计没有采用复杂的一体化外壳设计，所有结构件均采用通用标准件与定制加工件组合的方式，大部分钣金件、机加工件的加工精度要求控制在IT7级以内，普通的机加工车间即可完成加工制作，装配过程无需专用工装，按照装配顺序依次拼接固定即可完成整机组装，后期的维护更换成本较低，适合作为教学实训平台、小型探测作业原型机的结构基础使用。