一、项目概述

1.1 机器人移动平台背景与定义

机器人移动平台项目在机械与电气工程教育中占据重要地位，作为学生们将理论与实践相结合的实验平台。该项目不仅具有基础性，还具备综合性，成为学生工程教育的起点，特别是在智能小车应用领域，展现了学生的创造力和技术实践能力。

当前市场中的机器人移动平台发展呈现明显的二元结构：

• 低端市场：以亚克力板为底盘的移动平台占据主导地位。其优点包括灵活性高、性价比高、安装简便，但缺点是连接部件多，安装复杂，板材容易变形，尺寸较小。
• 高端市场：采用金属板底盘的移动平台更倾向于智能化，具有较高的智能水平、整洁的外观和简洁的接线布局，但也有价格高和编程入门门槛高等问题。

在市场调研中，团队发现，初级智能小车底盘设计趋于同质化，主要采用亚克力板拼接，具备快速安装和易于学习的优点，但也有连接件繁多、安装复杂、形变容易等缺点。

1.2 项目设计理念

本项目旨在为教育和科研领域提供一款先进的实验平台，旨在为机械学科的学生提供便捷的机器人操作平台，同时为人工智能学科的学生提供一个可靠的机械结构，促进理论与实践的深度融合。设计的关键创新点如下：

• 结构底盘个性化与高精度设计：确保机器人平台的稳定性和高精度，能够可靠运行于多种教育科研场景。
• 智能移动方案与编程框架：采用用户友好的智能移动方案和易于初学者掌握的编程框架，降低了编程学习门槛。
• 扩展性设计：通过开源文件和可自定义孔位，用户可以根据需求自由安装和更换模块，提供了广阔的扩展性和未来升级空间。

二、团队成果展示

2.1 设备程序设计

• 2.1.1 简易操作与远程控制
  本设备具备直观的操作界面，并支持手机远程操作，能够实现灵活的移动与转向功能。设备整合了物联网技术，学生可以通过手机远程巡检实验室，极大提高操作便捷性和效率。

• 2.1.2 易于二次开发与实验教具功能
  设备的程序设计简洁且具有可扩展性，即便没有深厚技术背景的用户，也能轻松进行二次开发，满足教学和科研需求。

2.2 电机驱动系统

本设备使用四个直流电机（130电机），配合L298N电机驱动器进行控制。

电池连接采用并联后串联的方式，提高系统可靠性和稳定性。

2.3 控制系统与电路设计 设备使用LM2596S模块降压，从7.4V降至5.5V供电，并采用Arduino与ESP8266进行通信和控制。通过模块化的设计简化了接线，确保设备高效稳定运行。

三、设备结构设计方案

3.1 总体结构设计

• 设备采用差速转向方式，实现灵活移动与原地掉头，适合复杂环境和狭小区域的行驶。
• 设备由电池仓、底盘架、壳体结构、程序控制四部分组成，保证安装简便、结构稳固。

3.2 创新点

• 个性化壳体设计：相比市场上的智能小车，采用模块化设计，提供更加稳定的安装空间，并可根据需求灵活修改孔位，简化连接件，提升外观美感。
• 一体化底盘架设计：通过3D打印技术将底盘、电机架等部件一体成型，减少安装误差，增强零部件强度，提高耐用性。

四、控制与远程操作

• 远程控制平台：通过Blinker app实现远程控制，利用WiFi和ESP8266模块进行通信，支持灵活的控制界面，操作简便、稳定性强。
• 传感器与设备拓展：采用Arduino Uno进行外设控制，满足多种传感器和机构的需求，适合初学者和教育应用。