搭载树莓派视觉模块的轮式遥控巡检装置

　　这套轮式遥控巡检装置的结构设计，核心围绕狭小空间内的移动视觉采集需求展开，整体采用铝合金切削成型的主体框架，框架表面做硬质阳极氧化处理，兼顾轻量化与抗磕碰性能，在实验室管线巡检、仓储货架底层排查、小型设备内部缝隙检测这类场景下，能顺利通过高度不低于120mm的狭窄通道，不会出现卡滞问题。动力传输路径上，驱动电机输出端直接与传动轴刚性连接，传动路径上的转动支撑分别采用四点接触轴承与两点接触轴承搭配的方案：靠近电机侧的支撑位选用四点接触轴承，可同时承受径向载荷与作业过程中产生的倾覆力矩，抵消装置启停、转向时轮组传递到轴系的侧向冲击力；靠近轮组侧的支撑位选用两点接触轴承，主要承担径向载荷，降低轴系转动的摩擦阻力，两套轴承的安装位都设计有定位台阶，装配时无需额外调整同轴度，靠加工精度保证轴系跳动量控制在0.02mm以内，避免长时间运行后出现轮组偏磨、传动异响的问题。

　　视觉采集模块选用树莓派配套的相机组件，安装位设置在装置前部的可调支架上，支架通过两个内六角螺丝与主体框架连接，可根据实际检测需求调整俯仰角度，调整范围覆盖水平向下30度到水平向上15度，能满足不同高度检测面的图像采集需求；相机的信号传输排线沿框架内侧的走线槽布置，走线槽预留有3mm的余量空间，避免装置颠簸时排线被拉扯断裂，排线接口处设计有压线固定件，用M2螺丝将排线接头处压紧在框架上，防止移动过程中接口松脱导致图像传输中断。

　　轮组选用带防滑纹理的橡胶轮，轮芯为硬质塑料材质，与传动轴之间采用D型轴孔配合，配合面的过盈量控制在0.01mm，既保证传动时不会出现打滑空转，又能在轮组受到过大冲击时通过微量形变卸力，避免传动轴弯曲变形；轮组的安装位置突出框架底部5mm，保证框架底面与通行面之间留有足够的离地间隙，即使经过不超过3mm的凸起障碍也不会剐蹭框架底部的PCB板。装置的电控部分全部集成在框架上部的安装腔内，PCB板通过四个铜柱固定在腔体内，与腔体底面留有2mm的空隙，方便空气流通散热，腔体上盖设计有均匀分布的散热孔，孔位直径1.5mm，既能保证散热效率，又能防止较大的灰尘颗粒落入腔体内造成电路短路；电源接口与通讯接口都布置在装置尾部，接口处做了倒角处理，插拔连接线时不会刮伤线材外皮，接口旁设置有对应的标识凹槽，装配和维护时能快速区分不同接口的功能，避免插错导致电路损坏。

　　整体装配逻辑遵循模块化设计思路，轮组、轴承、相机支架、电控腔体都可单独拆卸，单个模块出现故障时无需拆解整个装置，只需拆下对应模块即可完成维护更换；所有固定件都选用标准内六角螺丝，同位置的螺丝规格统一，维护时不需要准备多种规格的工具，大幅降低现场维护的时间成本。框架的边角位置都做了R3的圆角处理，没有尖锐的突出结构，在狭窄空间内移动时不会剐蹭到周边的管线或设备表面，也能避免装置磕碰时边角位置应力集中出现开裂变形。装置的重心设计在几何中心偏下的位置，静止状态下的倾斜稳定角达到35度，即使在有一定坡度的面上移动也不会出现侧翻，转向时的离心力作用下也能保持足够的稳定性，不会因为速度过快导致倾翻。