带颜色识别排序功能的直线跟随移动机器人

　　这款轮式移动作业装置，主要面向教学实训、小型物料分拣工位的自动化演示与轻量作业场景，可在预设的直线循迹路径上完成行进动作，同时对途经的物体进行颜色识别，按照预设的颜色排序规则完成物料的归集、排序摆放，适配职业院校机电一体化实训台、小型电子制造产线的零散物料分拣工位，也可作为智能机器人教学的实体演示载体，帮助学习者理解移动机器人的传感融合、运动控制逻辑。

　　从功能实现逻辑来看，装置的循迹检测依靠布置在底盘下部的线传感器完成，传感器实时采集路径标识线的反射信号，将偏差量传递给控制单元，控制单元通过差速调节两侧驱动轮的转速，修正底盘的行进方向，保证整机始终沿预设直线路径行驶，不会出现路径偏移。颜色识别功能依靠布置在底盘上部置物区前方的颜色传感模块实现，当待检测物体进入传感器的检测范围时，模块采集物体表面的反射光色值，与内部预设的色值阈值做比对，判断物体所属的颜色类别，再结合预先写入的排序逻辑，控制上层置物台的动作，将对应颜色的物体放置到指定的置物格内，完成颜色排序的作业流程。

　　整机采用双层板叠层的结构设计，下层板作为行走机构的安装载体，两侧布置驱动轮组件，轮体采用防滑纹理的橡胶材质，搭配轮毂结构保证行走过程的抓地力，底盘前部布置万向支撑轮，形成三点支撑的行走结构，保证整机在平面上移动的稳定性，不会出现侧翻风险。下层板的中部空间预留为电池安装位，可容纳多节串联的供电电池，为整机的驱动模块、传感模块、控制模块提供稳定的电力供应，电池采用卡扣式安装结构，方便后期更换维护，供电线路沿支撑立柱内部走线，避免外露线路被行走轮剐蹭造成损坏。两层板之间采用金属支撑立柱做连接固定，立柱两端通过紧固件与上下层板锁紧，保证整体结构的刚性，在移动过程中不会出现板件晃动导致的传感检测偏差。

　　上层板作为功能执行与置物的载体，中部设置方形围边的置物槽，槽体底部预留传感器安装孔与执行机构的过孔，围边高度根据常见的小型物料尺寸设计，可防止移动过程中物料从置物台滑落，置物槽的周边预留紧固件安装位，可根据实际作业需求更换不同尺寸的置物槽适配不同规格的物料。颜色传感模块安装在置物槽的进料侧，检测角度垂直向下对准物料进料位置，保证检测时的光线入射角度一致，减少环境光线对颜色识别准确率的干扰。

　　设计过程中重点考虑了安装边界的适配性，整机的轮距、底盘离地间隙都按照常规实训台、平面作业工位的尺寸做匹配，底盘宽度控制在可通过常规300mm宽度通道的范围内，可在多数现有实训工位、小型产线的预留通道内通行，不需要对现有工位做大规模改造。驱动轮的安装位置做了偏心调整，保证转向差速调节时的转弯半径最小，在直线循迹时的方向修正响应更快，不会出现过冲导致的路径蛇形摆动。所有传感模块的安装位都预留了调节长孔，可根据实际使用场景调整传感器的安装高度、检测角度，适配不同反光特性的路径标识线、不同表面材质的待检测物体，提升整机的场景适配能力。

　　结构细节上，所有板件的边缘都做了倒角处理，避免装配、调试过程中划伤操作人员，紧固件全部采用内六角圆柱头螺钉，保证装配后表面平整无突出的尖锐结构。驱动轮与驱动电机的输出轴之间采用键连接传递扭矩，避免行走过程中出现轮体打滑空转的问题，电机安装座与下层板之间设置减震垫，减少行走过程中电机震动传递到上层板，影响颜色传感器的检测稳定性。整机的重心布置在下层板靠近中心的位置，上层置物区的载重上限经过配重核算，即使置物槽内放满待排序物料，整机的重心依然落在三个支撑轮构成的支撑面内部，不会出现上坡、加减速时的倾翻风险。