带多传感模块的小型走迷宫竞赛机器人结构

　　这款小型移动机器人的整体外廓尺寸控制在10*12.5cm，属于桌面级小型自主移动载具，最初的设计定位是面向迷宫探索类竞赛场景，也可作为高校嵌入式、机器人工程专业的教学实验载具使用，适配小型桌面迷宫赛道、室内平整地面的循迹、避障实验需求。从结构分层来看，整机采用双层板叠装的布局思路，上下两层安装板通过立柱实现刚性连接，上层板预留了电池组的安装位，可容纳三节柱状电池为整机供电，同时上层板也预留了主控板、传感模块的安装空间，避免走线与下层运动部件产生干涉；下层板作为运动承载层，直接固定驱动轮组、动力电机以及对应的传感安装座，轮组采用单侧单驱动轮加辅助支撑轮的布局，驱动轮选用带橡胶胎面的小直径轮，在保证足够抓地力的同时，

　　能将整机的重心控制在较低位置，减少急转向、启停过程中的侧翻风险。动力单元选用n20规格的减速电机，每台电机自带编码器，可实时反馈轮组的转动圈数，为航位推算、闭环速度控制提供硬件基础，相比无编码器的普通减速电机，能大幅提升走迷宫过程中的里程计精度，减少累计误差对路径规划的影响。传感配置上预留了两种传感方案的安装位，可根据实际竞赛或实验需求选择搭载3个超声波传感器，或是3个红外传感器，传感器的安装位置分布在载具的前向以及左右前侧，可覆盖前方180度范围内的障碍物检测需求，超声波方案适合对距离检测精度要求稍高、墙面材质不固定的迷宫场景，红外方案则响应速度更快，适合浅色墙面、高对比度赛道的循线与近距离避障场景。结构件的加工适配激光切割工艺，

　　大部分板件可选用MDF板材加工，加工门槛低，加工周期短，适合学生群体、个人开发者快速打样迭代，板件上的安装孔位均做了统一的孔径适配，兼容常用的M2、M3规格紧固件，电机安装位做了定位卡槽设计，装配时不需要额外做位置校准，直接卡入卡槽后拧紧紧固件即可保证两轮的同轴度，降低装配难度。走线空间在两层板之间预留了足够的间隙，电池、电机、传感器的线材可通过板件上预留的穿线孔规整布置，避免运动过程中线材被轮组卷入。整机的安装边界需要注意，驱动轮突出下层板的下沿距离不超过5mm，传感器探头突出安装板前侧的距离控制在10mm以内，在迷宫赛道中行进时，不会因为突出部件剐蹭迷宫墙面，同时整机高度控制在8cm以内，可适配多数标准迷宫赛道的顶部高度限制。

　　在实际使用场景中，这类小型机器人除了迷宫竞赛外，也可通过更换上层板的功能模块，拓展为小型物料搬运载具、室内环境巡检测点载具，结构上预留的拓展安装孔位可固定小型机械爪、环境检测传感器等附加模块，不需要对主体承载结构做大幅修改。设计过程中重点考虑了装配的便捷性与维护性，所有板件均为平板切割件，不需要复杂的曲面加工，紧固件均为通用标准件，后期更换电机、传感器等易损部件时，不需要拆解整机结构，仅需拆卸对应位置的紧固件即可完成替换。轮组的位置做了对称设计，左右轮的安装座结构完全一致，减少了加工零件的种类，降低加工与物料管理成本，电池安装位做了弹性卡扣预留，可适配不同直径的柱状电池，不需要额外定制电池固定座。