双轮自平衡直立移动机器人结构设计

　　这款双轮自平衡直立移动装置，核心应用场景覆盖教学实验验证、小型巡检作业、短途轻载物料转运多个领域，可作为高校控制类、机械类专业的实验验证载体，也可通过加装传感模块改造为室内巡检、狭小空间探测的移动平台，适配平整硬质铺装路面的移动作业需求。装置采用单立柱式主体承载结构，两侧对称布置驱动轮组，整体重心落在轮轴连线的垂直平面内，依靠内置的姿态检测单元实时采集倾角数据，配合驱动轮的动态转速调整实现直立自稳，无需额外辅助支撑结构即可保持站立姿态，转向动作通过两侧车轮的差速转动实现，可完成原地转向、小半径转弯等动作，适配狭窄通道内的移动通行需求。设计阶段优先考虑结构紧凑性与内部安装空间的利用率，主体立柱采用中空腔体结构，

　　腔体内部预留了控制电路板、电池模块、传感元件的安装位，底部设置可拆卸的承载托板，所有电子元器件均通过螺栓固定在托板上，托板与立柱内壁采用卡槽加螺栓的双重固定方式，避免移动过程中元器件出现窜动，同时预留了走线槽位，方便内部线路的规整布置，减少线路干涉对运动部件的影响。驱动轮采用大直径防滑橡胶轮面，轮芯与驱动电机输出轴直接连接，省去了额外的传动减速结构，降低整体结构复杂度的同时提升传动效率，轮组安装位置经过重心配平计算，确保静止状态下整机重心与轮轴中心的垂直偏移量控制在合理范围内，降低平衡控制的算法调试难度。外形尺寸方面，整机高度控制在常规桌面实验设备的适配范围内，轮距宽度满足直立稳定性要求，两侧轮组外沿无突出结构，

　　可顺利通过宽度略大于轮距的狭窄通道，底部托板距离地面留有足够的安全间隙，避免越障过程中托板与地面凸起发生剐蹭，立柱顶部预留了扩展安装孔位，可根据实际使用需求加装摄像头、机械爪、检测传感器等功能模块，拓展不同的作业能力。结构设计上充分考虑装配与维护的便捷性，立柱外壳采用分体式拼接结构，拆卸侧面板即可完成内部元器件的检修更换，所有连接螺栓均采用统一规格，减少装配过程中的工具切换成本，轮组与电机的连接部位设置了快拆结构，可快速完成轮组的更换与维护，适配不同地面场景的轮面更换需求。