搭载Arduino控制的智能避障巡线移动小车

　　这套移动巡检小车的结构方案，最初是面向厂区物料导引、实验室自动化演示以及教学实训场景搭建的小型轮式平台。整机以两轮差速驱动为核心运动形式，底盘采用分层叠装的布局思路，底层承载驱动轮、万向随动轮与动力电池，中层布置主控板、电机驱动模块与传感器支架，顶层预留液晶屏与蓝牙通信模块的安装位，各层之间通过铜柱与螺钉保持间距，既给接线留出走线空间，也方便后期单独拆装某一层的元器件，不用整体拆解底盘。

　　从实际用途来看，这类小车最常见的落地场景是车间地面预设导引路径的物料转运，地面贴装黑色巡线胶带后，车体底部的红外巡线阵列可以持续识别路径边界，自动沿既定路线往返于工位之间；在没有固定导引带的临时巡检区域，超声波测距单元则承担前方障碍探测任务，当检测到行进路径上出现人员、料箱或其他阻挡物时，主控会触发减速、停车或者绕行逻辑，避免碰撞。蓝牙模块的加入让调试阶段不必反复插拔数据线，操作人员可以通过移动端直接下发速度参数、切换巡线与避障模式，液晶屏则实时反馈当前车速、传感器读数与运行状态，现场调试时不用外接电脑就能读取核心运行数据。

　　设计过程中最先确定的是底盘的安装边界。轮式小车的轮距与轴距直接决定转弯半径与运行稳定性，两轮差速架构将主动轮布置在底盘中轴线两侧，前后各设置一个小型万向球轮作为随动支撑，这样的三点支撑结构即使在轻微不平整的地面也能保证所有轮体接触地面，不会出现某一侧驱动轮悬空打滑的问题。驱动电机选用带减速箱的直流减速电机，电机轴与橡胶轮胎直接配合，电机本体通过L型折弯支架固定在底盘板下方，支架的安装孔位做了长槽设计，装配时可以微调电机前后位置，张紧轮胎与轴的配合间隙，消除运转时的径向窜动。

　　传感器的布置位置经过了多轮调整。巡线红外探头安装在底盘前端下方距离地面一到两厘米的高度，探头之间保持均匀间距，阵列宽度略大于常用黑色导引胶带的宽度，这样小车在路径上出现小幅偏移时，两侧探头能快速识别灰度变化，给主控提供偏差量用于转向修正。超声波模块的探头则抬高到车体前端最外侧，远离底盘金属板与电机的电磁干扰区域，探头前方无任何结构遮挡，保证测距波束可以完整覆盖行进前方的扇形区域，安装支架采用可俯仰调节的铰接结构，根据现场需要可以微调探头的探测角度，既可以平视检测同高度障碍物，也能略微向下倾斜探测地面台阶或者低矮凸起。

　　主控Arduino板与电机驱动板分开固定在中层支撑板上，两块板之间留出足够的绝缘距离，电源走线与信号走线分两侧排布，避免电机启停时的电流脉冲干扰主控的模拟信号采集。蓝牙模块直接插接在主控的串口引脚旁，天线位置朝向车体外侧，减少金属底盘对无线信号的屏蔽。液晶屏倾斜安装在顶层面板的前端，操作人员站在小车侧面就能清晰看清屏幕显示内容，屏幕四周的固定孔位做了通用化设计，兼容常用的小尺寸液晶模组，后期如果更换更大尺寸的显示屏，只需要重新打样顶层面板，底层与中层的结构完全不用改动。

　　整机的外形尺寸控制在小型桌面级设备的范围内，长宽尺寸适配常规实验室工作台与车间人行通道的宽度，高度方向因为采用分层叠装并没有过多冗余，车体顶部没有突出的尖锐结构，所有线束都沿底盘边缘的走线槽整理固定，避免运动过程中线束垂落卷入轮体。底盘板材选用轻量化的绝缘板材，在保证结构强度的同时控制整车自重，配合电池的布置位置将重心压低到靠近轮轴的区域，小车在快速转向时不会出现侧倾晃动。

　　从结构复用的角度考虑，整个平台的安装孔位都遵循通用创客硬件的孔距标准，上层预留了多个扩展安装位，后续可以加装机械爪、红外测温传感器或者图像采集模块，不用重新设计底盘主体。差速控制的逻辑配合巡线传感器的灰度采样，能够实现直道加速、弯道减速的运行策略，超声波模块设置多级距离阈值，远距离检测到障碍物时提前减速，近距离则完全停车并通过蓝牙向上位机回传状态，整套结构在满足巡线与避障核心功能的同时，给后续功能扩展留下了充足的机械与电气接口余量。