这套轮组组件是小型移动机器人行走系统的核心从动部件,适配SCUTTLE系列开源移动机器人3.0版本的升级需求,在室内巡检、小型物料转运、教学实训机器人平台等场景中可直接替换原有小直径轮组,提升整机越障能力与行走稳定性。相比常规83mm直径的从动轮,这套120mm直径的轮组在过缝、越障时的通过性提升明显,面对车间地面常见的5mm以内线缆、地砖接缝、小型凸起障碍时,不会出现卡滞、跳轮的问题,能有效降低行走过程中的颠簸幅度,减少搭载的传感器因震动产生的数据误差。
从结构设计来看,轮体采用镂空辐条式结构,在保证轮圈整体刚性的前提下,尽可能降低了轮体自身的转动惯量,减少驱动端的动力损耗,轮面采用高弹性聚氨酯材质,兼顾行走抓地力与耐磨性能,长时间在环氧地坪、水泥地面行走不会出现过度磨损的问题。轮组集成了一体化安装支架,支架采用多折弯钣金结构,预留了标准的安装孔位,可直接适配对应规格的减速驱动电机,不需要额外设计转接件,安装时仅需通过标准紧固件将支架与机器人底盘横梁固定,即可完成轮组的装配,大幅缩短机器人底盘的装配调试周期。
设计过程中重点考量了安装边界的适配性,轮组整体安装后,轮心到支架安装面的距离经过精准核算,保证120mm直径轮体安装后,机器人底盘离地间隙匹配设计要求,不会出现轮体与底盘结构、线束的干涉问题。轮轴部位集成了密封式滚动轴承,轴承预紧力经过合理调校,转动过程中无旷量、无卡滞,同时能阻挡地面灰尘、碎屑进入轴承滚道,延长轮组的维护周期。支架上还预留了编码器安装位,可根据需求加装轮式编码器,实现机器人行走里程的精准计数,满足自主导航移动机器人的定位需求。
在实际选型应用中,这套轮组不仅适配SCUTTLE系列机器人,也可通用于其他自重10kg以内的小型AGV、教育机器人、服务机器人底盘,只要底盘安装孔位与轮组安装边界匹配,即可直接选用。轮体的镂空结构同时兼顾了散热需求,长时间连续行走时,轮体与轴承产生的热量可通过辐条间隙快速散出,避免轮面材质因长时间积热出现软化、变形的问题。支架的折弯结构经过受力仿真校核,在机器人满载、单侧轮受冲击的工况下,支架不会出现永久变形,轮轴的同轴度可长期保持稳定,不会出现轮体偏磨、行走跑偏的问题。
不同于市面上的通用脚轮产品,这套轮组专门针对移动机器人的行走需求做了优化,轮体的滚动阻力经过调校,在保证足够抓地力的前提下,尽可能降低滚动摩擦系数,减少电池的动力消耗,提升机器人的单次充电续航时长。安装支架的孔位采用标准化设计,兼容主流的小型直流减速电机安装尺寸,用户在做底盘改装、升级时,不需要重新加工支架,可直接完成替换,降低改装的时间成本与加工成本。轮组的整体装配公差控制在合理范围内,轮体的径向跳动量控制在0.1mm以内,保证机器人行走过程中的平稳性,避免因轮体跳动导致的IMU数据漂移,提升导航定位的精度。
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