智能巡线机器人总体方案设计
完整的机器人系统就是一个移动的测控系统，包括检测部分、控制部分以及相应的驱动部分。这几个部分是彼此相互关联的，检测部分根据机械结构选择合理的检测手段，驱动部分根据任务要求和机械结构设计相应的驱动电路，控制部分则需从机械结构、检测手段、驱动方法综合考虑。
机器人要素分析
智能巡线机器人装备包含以下几个要素：机械机构、动力与驱动单元、执行机构、传感测试单元以及信息处理与控制单元五个部分。
这五个基本组成要素可以与人体的五大要素进行对比，如图 2-1 所示。
机械机构的作用类似于人体的骨骼。包括工作模块以及装备所有功能元素的机械支持结构以及机身、框架、连接等。机械机构要在结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面可靠、小型、轻量、美观等要求。
传感与测试单元的作用相当于人体的五官，对装备本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，并将其变换成可识别信号，传输到信息处理单元。它由各种类型的传感器和信号处理电路或测试仪表构成。传感器与测试单元的主要问题在于提高可靠性、灵敏度和精密度。而提高可靠性的关键在于提高抗干扰能力。传感器包括光电传感器（巡线和计数）、超声波传感器（检测是否到达目标和有无障碍物）。
执行机构相当于人体的手和足。它根据控制单元的指令，快速高精度地完成要求的动作。目前常用的执行机构是电磁式、液压式和气动式机构。此外，还有一些新型的执行机构如超声波驱动器、形状记忆合金驱动器等。执行机构需要根据机器人装备的匹配性要求，考虑改善性能，如何提高精度和快速性，减轻重量，实现组件化、标准化和系列化，提高系统整体的可靠性。
动力和驱动单元相当于人体的内脏或肌肉。它在控制单元作用下，提供动力驱动和各种执行机构完成要求的动作和功能。机器人装备一方面要求驱动的高效率和快速反应特性，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的适应性和可靠性。智能巡线机器人的动力单元包括步进和直流电机。
信息处理与控制单元相当于人体中的头脑。将来自传感器与测试单元的检测信息和外部输入命令进行集中、存贮、分析、加工，根据信息处理结果和预设的控制算法，发出相应的指令控制整个系统有目的地运行。一般由计算机、可编程控制器（PLC）和计算机外部设备等组成。机器人系统对控制和信息处理单元的基本要求是：提高信息处理速度，提高可靠性，增强抗干扰能力以及完善系统自我诊断功能，实现信息处理智能化和小型、轻量、标准化等。
机械结构设计
机械部分是机器人运行的载体，设计性能良好的机械结构，将有利于简化机器人控制算法的设计，并且机构在执行过程中可以很好的实现控制精度。在这一章里，将分别论述了车轮配置方式、底盘和尺寸。
智能机器人的车轮驱动配置
机器人的运动方式有轮式、履带式和步行方式。轮式和履带式机器人适合于条件较好的路面，而步行机器人则适合条件较差的路面。为了适应各种路面的情况，可采用轮、腿、履带并用。在本节中主要讨论各种方式的车轮驱动配置类别的特点，并且根据本课题的需要选择恰当的驱动配置方式。
机器人常用车轮驱动配置介绍
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独轮驱动配置方式 其原理上不仅可以在平地行走，也可以在不平整的地面和倾斜的地面上行走。车体的转弯可以利用伴随陀螺仪加速、减速的反力矩。由于其在稳定性方面的弊病，将独轮机构应用于机器人上面基本没有实用性。
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两轮驱动配置方式 两轮驱动配置的简图如下图 3-1 所示：
机器人机械尺寸设计
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设计要求： 底盘是安装轮子和上层机构的重要联机部件，要求其十分牢固，与轮子和上层机构可以紧密配合。
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结构： 采用两层机构：第一层底盘装万向轮和驱动轮电机等；第二层底盘用于连接上层机构。两层之间用角铝连接，采用了在同一连接处紧固两个螺钉的方法来加强强度。结构如图 3-5 和图 3-6 所示：
