适配Arduino控制的小型轮式移动机器人结构

　　这款轮式移动机器人结构，主要面向嵌入式开发教学、小型智能巡检样机、桌面级实验平台搭建场景使用，整体结构围绕Arduino控制板的安装适配做了全维度的空间预留，可直接搭载主流的Uno、Nano系列控制板完成接线调试，无需额外对安装孔位做二次修改。从实际功能落地角度看，该结构可承载红外避障模块、灰度巡线传感器、蓝牙通讯模组、小型机械爪拓展件等常用外设，底盘的轮系布局采用双侧差速驱动方案，转向时无需额外配置转向舵机，仅通过两侧驱动轮的转速差即可完成原地转向、小半径转弯等动作，适配实验室狭小空间内的路径规划实验、避障算法验证需求。设计过程中优先考虑了装配的便捷性，所有板件的连接位都做了沉孔处理，螺丝锁紧后不会突出结构表面，

　　避免外接线路被凸起的螺丝端刮破绝缘层；电池仓的位置设置在底盘重心正下方，可容纳2节18650电池组成的供电模组，低重心布局能有效避免机器人急停、转向时出现侧翻问题，同时电池仓预留了插拔间隙，更换电池时无需拆解上层控制板固定结构，日常维护效率更高。轮组的安装位做了可调间隙设计，驱动轮与电机轴的配合采用D型轴锁紧结构，长时间运行不会出现轮轴打滑空转的问题，从动万向轮的安装高度预留了1-2mm的调节余量，可根据地面平整度微调底盘离地间隙，适配实验室桌面、环氧地坪、短绒地毯等不同的测试地面环境，避免因地面起伏导致的轮组悬空、行走卡顿问题。上层拓展板的安装孔位采用通用化的栅格布局，孔间距兼容常见的传感器模块安装尺寸，

　　不管是搭载超声波测距模块还是视觉识别摄像头，都能直接通过铜柱完成固定，无需额外打孔加工。结构的走线槽全部设置在板件内侧，所有连接电机、传感器的线材都可隐藏在结构夹层内，既避免了行走过程中线材被轮组卷入的风险，也能让整体外观更整洁，减少调试过程中线材拉扯导致的接口松脱问题。从安装边界来看，整体结构的长宽尺寸控制在150mm100mm范围内，高度可根据拓展模块的数量做两层到三层的堆叠调整，最小高度仅60mm，可轻松穿过常规120mm高度的实验障碍通道，轮距设置为85mm，在100mm宽度的巡线轨道上行走时不会出现剐蹭轨道侧壁的问题。驱动电机的安装位做了减震胶垫的预留槽，可粘贴1mm厚的EVA胶垫吸收电机运行时的震动，

　　减少震动对上层惯性测量模块的数据采集干扰，让姿态采集数据更稳定。结构的所有棱角位置都做了R2的圆角处理，装配和调试过程中不会划伤操作人员的手部，也避免了碰撞障碍时棱角处出现应力集中断裂的问题。在实际教学场景中，该结构可作为嵌入式编程、机械结构装配的综合实训载体，学生可在不改动基础底盘结构的前提下，自主拓展各类功能模块，完成从机械装配到代码调试的全流程实训，相比一体化注塑的成品小车，该结构的所有板件都可单独拆解更换，某一部件损坏时无需更换整个底盘，能有效降低实训耗材成本。针对小型巡检场景的适配，结构前部预留了20mm20mm的传感器安装平面，可固定小型红外热释电模块或气体检测传感器，完成桌面级的环境监测巡检任务，底盘的负载能力可达500g，足够搭载常规的小型检测模块与供电电池，满足低速巡检的载重需求。设计时还考虑了3D打印加工的工艺性，所有板件的壁厚都设置为2mm，无悬空大于45度的无支撑结构，采用FDM工艺打印时无需添加大量支撑，打印完成后仅需简单去除毛边即可完成装配，打印成功率高，适合个人开发者、教学实验室快速打样验证。