基于Arduino的轮式自主避障移动小车结构

　　这款轮式移动载具的结构设计，核心面向小型自主移动作业场景的验证需求，可用于实验室环境下的路径规划算法验证、多传感器融合调试、小型物料定点转运等场景，整体采用上下双层圆形板件的堆叠式布局，最大化利用圆形轮廓的转向无死角优势，在原地转向时不会出现边角剐蹭周边障碍物的问题，适配狭小空间内的移动作业需求。从结构设计逻辑来看，上下两层板件通过四根等长的金属支撑柱实现刚性连接，支撑柱的安装孔位沿下层板的圆周方向均匀分布，既保证了两层板之间的平行度，也预留出了足够的中层空间用于布置核心控制板、驱动模块、电池组件以及接线端子，避免元器件堆叠造成的散热不畅与接线干涉问题。行走机构采用双轮差速驱动方案，两个驱动轮对称布置在载具中部两侧，

　　驱动轮轮毂采用辐条式镂空结构，在保证轮毂结构强度的同时降低了转动惯量，外层包裹橡胶材质轮面提升与接触面的摩擦力，减少打滑概率；载具尾部预留了万向从动轮的安装位，形成三点支撑的稳定行走结构，保证载具在静止与移动过程中不会出现侧倾问题。传感器布置方面，上层板前端预留了超声波传感器的下沉式安装孔，传感器检测面略低于上层板上表面，避免板件边缘遮挡超声波的发射与接收路径，三个红外传感器分别布置在载具前部、左前、右前三个方向的板件边缘位置，安装角度经过校准，可覆盖载具正前方、左侧、右侧三个方向的近距离障碍物检测，与超声波传感器的远距离检测形成量程互补，减少检测盲区。结构设计过程中充分考虑了安装边界的约束，

　　整体圆形轮廓的直径控制在常规桌面级实验载具的适配尺寸范围内，上层板表面预留的多组M3规格安装孔位采用标准化孔距设计，可兼容常规Arduino控制板、电机驱动板、蓝牙模块等通用开源硬件的安装需求，用户可根据实际使用需求在预留孔位上加装额外的功能模块，无需额外打孔破坏原有板件结构。板件边缘做了圆角过渡处理，避免装配过程中锐边划伤操作人员，所有孔位均做了沉头设计，螺丝安装后不会突出板件表面，保证载具底部与地面的间隙均匀，不会出现螺丝剐蹭地面的问题。驱动轮的安装轴与板件之间预留了足够的轴承安装位，可根据负载需求加装微型轴承降低转动阻力，提升行走过程的平顺性。中层空间的高度经过反复校核，既可以容纳常规厚度的锂电池组，也预留了接线的弯折空间，

　　避免线束被上下两层板件挤压造成绝缘层破损。从实际使用的角度来看，这款结构的拆装门槛极低，所有连接均采用标准螺丝紧固件，无需特殊工具即可完成整机组装，传感器与控制板的接线可沿支撑柱走线，通过扎带固定在支撑柱上，避免线束外露被轮组卷入造成设备损坏。双轮差速的驱动方案无需额外的转向机构，通过控制两个驱动轮的转速差即可实现前进、后退、原地转向、弧线行走等多种运动模式，配合多传感器的障碍物检测数据，可实现自主避障、沿墙行走、定点巡航等基础的自动驾驶功能，适合作为开源硬件教学、机器人入门实训、小型移动作业平台改装的基础结构使用。结构设计过程中对整体重心做了优化，重量较大的电池与驱动模块布置在下层板靠近中心的位置，降低整体重心高度，提升载具移动过程中的稳定性，即使在加减速、转向过程中也不会出现倾覆问题。上层板预留的空置区域可根据使用需求加装机械臂、摄像头、物料托盘等扩展组件，适配不同的作业场景需求，所有扩展安装孔位均与下层的支撑柱位置错开，不会影响原有结构的连接强度。