SRD II第三代蝙蝠车教学机器人结构

　　这款双轮差速移动机器人结构，最初面向高校工程类课程的实践教学场景开发，核心是为学生提供可快速验证控制算法的硬件载体，适配嵌入式控制、传感器融合、运动控制等多类实验需求，不需要复杂的机加工流程，通过桌面级3D打印即可完成所有结构件的制作，大幅降低教学实验的硬件成本与制作周期。结构主体采用上下分层的安装布局，上层平板预留了多组规则排列的M3安装孔位，孔位间距按照通用微型控制器、传感器模块的安装尺寸设计，可兼容市面上绝大多数开源控制板、红外循迹模块、超声波避障传感器、蓝牙通信模块的直接安装，不需要额外打孔或者制作转接件，学生可根据实验需求快速更换不同功能的模块，完成循迹、避障、壁障跟随等不同实验项目的硬件搭建。两侧轮组采用对称式布局，

　　轮轴安装位预留了标准微型伺服电机的安装插槽，插槽的尺寸与常用的9g金属齿伺服电机输出轴、安装法兰完全匹配，电机可直接从结构底部插入插槽完成固定，不需要额外的紧固件锁紧，既减少了装配步骤，也能保证轮轴与主体结构的同轴度，避免轮组偏摆导致的运动误差。尾部的弧形支撑结构采用低摩擦接触面设计，与双轮形成三点支撑布局，在机器人静止或者低速运动时可保持结构稳定，不会出现侧翻问题，同时弧形接触面不会对转向动作造成额外阻力，差速转向时可顺滑滑动，不会出现卡滞。结构设计过程中针对不同实验场景做了多轮迭代优化，最初版本的传感器安装位仅适配红外循迹模块，后续调整了前部结构的安装孔位间距，增加了壁障跟随传感器的安装位置，可同时兼容两种不同的实验需求，

　　不需要重新打印整个主体结构，仅需更换前部的小型安装块即可完成功能切换。所有结构件的壁厚均按照3D打印的工艺要求设计，最小壁厚不小于1.5mm，承重部位的壁厚增加到3mm，既保证了结构强度，也不会过多增加打印耗材的用量，打印时不需要添加支撑结构，所有悬空部位的角度均大于45度，可直接打印成型，减少后期的支撑去除工作量，降低打印失败的概率。安装边界方面，主体结构的整体宽度控制在120mm以内，轮径为70mm，整体高度不超过80mm，可在标准的A4纸尺寸的实验赛道内完成所有动作，不会超出赛道边界，轮组与主体结构之间预留了2mm的间隙，运动过程中不会出现轮组与主体摩擦的问题。底部的电机插槽深度为10mm，可完全包裹伺服电机的主体部分，

　　避免电机在运动过程中出现松动或者移位，上层安装板的有效安装面积为60mm80mm，可容纳最大尺寸为50mm70mm的控制板，剩余空间可布置接线与传感器模块。结构的所有棱角均做了R1的圆角处理，避免装配过程中划伤手部，同时也能减少打印过程中的应力集中，避免结构件出现开裂问题。在实际教学应用中，学生可先完成结构件的打印与装配，再进行电路接线与控制程序编写，整个过程可覆盖机械结构设计、3D打印工艺、嵌入式开发、运动控制算法等多个知识点的实践，不需要采购昂贵的商用机器人套件，仅需少量耗材即可完成整套实验平台的搭建。结构的模块化设计也方便学生进行二次开发，可在上层安装板上加装机械臂、摄像头等额外模块，扩展更多的实验功能，比如视觉循迹、物体抓取搬运等，不需要对主体结构进行大的修改。轮组的安装位也可兼容不同直径的轮子，仅需调整电机的安装高度即可，适配不同的实验场地需求，比如在粗糙地面实验时可更换更大直径的轮子，提高通过性。