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机器人大赛/第二十二届/追求卓越：修订间差异

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'''追求卓越'''是[[机器人大赛/第二十二届|第二十二届校机器人大赛]]的十六强队伍之一。
'''追求卓越'''是[[机器人大赛/第二十二届|第二十二届校机器人大赛]]的十六强队伍之一。该队伍在本届校机器人大赛中获得冠军。


== 成员介绍 ==
= 综述与机构拆解 =
<div class="robuddy-teamgrid">
 
{{TeamCard|姓名=冯旭博|角色=队长|任务=结构组/电控组}}
'''''“机械结构的设计应该面向赛题，由题目出发，去思考什么样的机构可以完成赛题所要求的任务。”'''''
{{TeamCard|姓名=李鸿睿|任务=结构组/电控组}}
 
{{TeamCard|姓名=贾羽希|任务=结构组/电控组}}
----
{{TeamCard|姓名=文振宇|任务=结构组/电控组}}
 
{{TeamCard|姓名=舒皓阳|任务=结构组/电控组}}
[[File:追求卓越R1-Overview.png|200px|thumb|right|R1整车]]
{{TeamCard|姓名=闫西贝|任务=结构组/电控组}}
[[File:追求卓越R2-Overview.png|200px|thumb|right|R2整车]]
{{TeamCard|姓名=郭静萱|任务=结构组/电控组}}
 
</div>
''笔者在此假定读者对[[机器人大赛/第二十二届|第二十二届校机器人大赛]]的[[:File:第二十二届校机器人大赛规则（第二版）.pdf|比赛规则]]已有了解。''
[[机器人大赛/第二十二届|← 返回第二十二届校机器人大赛]]
 
[[Category:作品]]
根据本届赛题的要求，我们可以得到一些必要的机构。下表中列出了分析后得到的'''必要机构'''和它们要'''完成的任务'''。
= 大车 =
 
为使前后文连贯而避免重复，下表一并列出机构在本队机器人上的实现手段。
 
{| class="wikitable" style="text-align: center"
 
|-
! style="text-align: center" | 机构类型/名称
! style="text-align: center" | 要完成的任务  
! style="text-align: center" | R1实现
! style="text-align: center" | R2实现
|-
| 运动机构 || 赛场上机器人的运动 || colspan="2" | [[机器人大赛/第二十二届/追求卓越#一、麦轮底盘机构|麦克纳姆轮底盘]]
|-
| 收集机构 || 网球的拾取与收集 || colspan="2" | [[机器人大赛/第二十二届/追求卓越#二、夹爪|夹爪 ]]
|-
| 发射机构 || 发射网球以易帜 || [[机器人大赛/第二十二届/追求卓越#三、气缸发射机构(R1)|气缸+电磁阀 ]] || [[机器人大赛/第二十二届/追求卓越#四、摩擦轮发射机构(R2)|丝杆滑台+摩擦轮 ]]
|-
| 攻城机构 || 撞击标靶 || [[机器人大赛/第二十二届/追求卓越#五、攻城机构(R1)|纸壳 ]] || ''无''
|-
| 控制模块 || 操控机器人 || - || -
|-
| 电路 || 供电与信号传输 || - || -
|}
 
= 机械结构实现 =
 
== 一、麦轮底盘机构 ==
----
 
麦轮底盘是很经典的底盘结构。两辆车都采取了环氧板底盘+四麦克纳姆轮作为底盘及运动机构。
 
; 环氧板
* R1使用<code>500*500*4(mm)</code>的环氧板；
* R2使用<code>500*500*3(mm)</code>的环氧板；
* CAM软件为<code>Autodesk ArtCAM 2017</code>，进行刀具选择及路径计算，数控机床雕刻。
 
; 底盘驱动电机
* 初赛使用了<del>赛委会推荐的</del><code>JGA25-370直流减速电机</code>，但实际使用下来发现其'''扭矩较小'''，底盘的运动效果不及预期，会出现如速度缓慢、转向困难等问题。
* 决赛备赛时换用了<del>超级攒劲的</del><code>32GP-31ZY直流减速电机</code>，提供更大的扭矩和功率支持，这也让我们的机器人速度更快，更易操控。
* 随电机扭矩和功率一起变大的还有电机的能耗，也会产生其他问题——电机的参数并非越强越好。'''更保险的方法仍为通过数理计算进行电机选型。'''
 
; 麦克纳姆轮
* 麦轮的特点在于利用轮上斜向<math>45^{\circ}</math>的小轮使摩擦力方向也为<math>45^{\circ}</math>。
* 将此摩擦力分解到小车运动的径向和法向，并将四个轮子的摩擦力进行合成，即可得到各种运动结果
* 虽然会损失掉<math>\frac{\sqrt{2}}{2}</math>的摩擦动力，但其优势在于'''电控简单'''以及'''运动灵活'''。
 
笔者有想法在本Wiki上写一篇关于''麦轮运动学解算''的页面，现将此内容暂按下不表。(WIP)
 
== 二、夹爪 ==
----
 
[[File:追求卓越-夹爪.png|200px|thumb|right|R1夹爪部分]]
机械爪极好的抓球稳定性也是很重要的一环。夹爪整体结构较简单，但是其很出色地实现了应有的功能，且控制简单，效率较高。
 
机械爪要实现两个功能：
* 开合：使其能够抓住球；
* 上下移动：使其能够将球运送到存储区或装填到发射机构内。
 
; 开合
* 爪子的开合只涉及两个位置间的往复运动，于是使用控制简单的<code>MG90S[[舵机|舵机]]</code>控制'''爪子开合'''；
* 爪子主体均采用打印件制作，便于设计形状。
 
; 上下移动
* 机械臂末端通过角码连接一个低转速<code>(27RPM)</code>的<code>370电机</code>，其带动机械臂整体旋转，从而使爪子可以在合适角度内上下运动。
 
----
'''''"赛场上收集机构的想法多种多样，但效率和稳定性不一定好；如何将简单的结构做得既可靠又高效，也是机械设计很重要的课题。"'''''
 
== 三、气缸发射机构(R1) ==
----
WIP
 
== 四、摩擦轮发射机构(R2) ==
----
WIP
 
== 五、攻城机构(R1) ==
----
 
我们攻城机构的思路和结构都很简单：直接触碰使标靶掉落。
 
* 大车R1的限高为<code>550mm</code>，高于标靶的高度(约<code>450mm</code>)。
* 直接在大车后部竖一块纸板，让纸板触碰标靶从而使其掉落。
* 小车因限高要求，不做攻城机构。
* 相比环氧板等材料，纸板硬度低，材料易得易加工，破损易更换。
 
= 电控部分实现 =
 
== 一、电源与供电 ==
----
 
本队的电源全部使用赛委会推荐的可充电锂电池，分为12V与24V。我们没有使用分电板以及航模电池，故一台车上需要搭载较多电池。


== 功能 ==
{| class="wikitable" style="text-align: center"
待补充


== 系统组成 ==
|-
! style="text-align: center" | 器件
! style="text-align: center" | R1
! style="text-align: center" | R2
|-
| Mega 2560 开发板 || 12V*1 || 12V*1
|-
| 扩展板<br>（底盘电机*4+PS2模块+舵机) || 12V*1 || 12V*1
|-
| 机械臂电机*1 || 12V*1 || rowspan="2" |12V*1
|-
| 丝杆滑台电机*1 || -
|-
| 电磁阀 || 24V*1 || -
|-
| 摩擦轮电机*2 || - || 12V*1
|}


{{RobotModules
== 二、控制 ==
|名称=机器A
----
|副标题=追求卓越 · 大车
{{Note|
|前缀=机器人大赛/第二十二届/追求卓越
* 本队的电控代码已由笔者本人开源到<code>Github</code>平台，[https://github.com/Lhr0814/HUST-22ndRobCompetition-ProgOfZQZY/ 跳转至Github仓库]以查看。
|模块1名称=模块一
* 仓库内<code>README</code>包含使用说明简要功能实现介绍，可供参考。}}
|模块1图标=🔩
|模块1零件=
|模块2名称=模块二
|模块2图标=🔩
|模块2零件=
|模块3名称=模块三
|模块3图标=🔩
|模块3零件=
|模块4名称=模块四
|模块4图标=🔩
|模块4零件=
|模块5名称=主要结构件
|模块5图标=🔧
|模块5零件=铝型材 · 环氧板 · 亚克力板 · 角码 · 螺栓
|模块6名称=控制系统
|模块6图标=🧠
|模块6零件=Arduino Mega
|模块7名称=能源
|模块7图标=🔋
|模块7零件=3S锂电池 · XT60接口 · 分电板 · 降压模块
|模块8名称=信号
|模块8图标=📡
|模块8零件=PS2手柄 · 接收机 · 数传模块
}}
= 小车 =


== 功能 ==
WIP
待补充


== 系统组成 ==
= 成员介绍 =
<div class="robuddy-teamgrid">
{{TeamCard|姓名=冯旭博|任务=队长 · R2结构}}
{{TeamCard|姓名=李鸿睿|任务=R1结构}}
{{TeamCard|姓名=贾羽希|任务=R2结构}}
{{TeamCard|姓名=文振宇|任务=R1结构}}
{{TeamCard|姓名=舒皓阳|任务=电控组}}
{{TeamCard|姓名=闫西贝|任务=电控组}}
{{TeamCard|姓名=郭静萱|任务=电控组}}
</div>
 
= 写在最后 =
WIP


{{RobotModules
[[机器人大赛/第二十二届|← 返回第二十二届校机器人大赛]]
|名称=机器B
[[Category:作品]]
|副标题=追求卓越 · 小车
|前缀=机器人大赛/第二十二届/追求卓越
|模块1名称=模块一
|模块1图标=🔩
|模块1零件=
|模块2名称=模块二
|模块2图标=🔩
|模块2零件=
|模块3名称=模块三
|模块3图标=🔩
|模块3零件=
|模块4名称=模块四
|模块4图标=🔩
|模块4零件=
|模块5名称=主要结构件
|模块5图标=🔧
|模块5零件=铝型材 · 环氧板 · 亚克力板 · 角码 · 螺栓
|模块6名称=控制系统
|模块6图标=🧠
|模块6零件=Arduino Mega
|模块7名称=能源
|模块7图标=🔋
|模块7零件=3S锂电池 · XT60接口 · 分电板 · 降压模块
|模块8名称=信号
|模块8图标=📡
|模块8零件=PS2手柄 · 接收机 · 数传模块
}}

2026年8月3日 (一) 21:49的最新版本

追求卓越是第二十二届校机器人大赛的十六强队伍之一。该队伍在本届校机器人大赛中获得冠军。

综述与机构拆解

编辑 编辑源代码

“机械结构的设计应该面向赛题，由题目出发，去思考什么样的机构可以完成赛题所要求的任务。”

R1整车
R2整车

笔者在此假定读者对第二十二届校机器人大赛的比赛规则已有了解。

根据本届赛题的要求，我们可以得到一些必要的机构。下表中列出了分析后得到的必要机构和它们要完成的任务。

为使前后文连贯而避免重复，下表一并列出机构在本队机器人上的实现手段。

机构类型/名称 要完成的任务 R1实现 R2实现
运动机构 赛场上机器人的运动 麦克纳姆轮底盘
收集机构 网球的拾取与收集 夹爪
发射机构 发射网球以易帜 气缸+电磁阀 丝杆滑台+摩擦轮
攻城机构 撞击标靶 纸壳 无
控制模块 操控机器人 - -
电路 供电与信号传输 - -

机械结构实现

编辑 编辑源代码

一、麦轮底盘机构

编辑 编辑源代码

麦轮底盘是很经典的底盘结构。两辆车都采取了环氧板底盘+四麦克纳姆轮作为底盘及运动机构。

环氧板
  • R1使用500*500*4(mm)的环氧板；
  • R2使用500*500*3(mm)的环氧板；
  • CAM软件为Autodesk ArtCAM 2017，进行刀具选择及路径计算，数控机床雕刻。
底盘驱动电机
  • 初赛使用了赛委会推荐的JGA25-370直流减速电机，但实际使用下来发现其扭矩较小，底盘的运动效果不及预期，会出现如速度缓慢、转向困难等问题。
  • 决赛备赛时换用了超级攒劲的32GP-31ZY直流减速电机，提供更大的扭矩和功率支持，这也让我们的机器人速度更快，更易操控。
  • 随电机扭矩和功率一起变大的还有电机的能耗，也会产生其他问题——电机的参数并非越强越好。更保险的方法仍为通过数理计算进行电机选型。
麦克纳姆轮
  • 麦轮的特点在于利用轮上斜向45∘的小轮使摩擦力方向也为45∘。
  • 将此摩擦力分解到小车运动的径向和法向，并将四个轮子的摩擦力进行合成，即可得到各种运动结果
  • 虽然会损失掉22的摩擦动力，但其优势在于电控简单以及运动灵活。

笔者有想法在本Wiki上写一篇关于麦轮运动学解算的页面，现将此内容暂按下不表。(WIP)

二、夹爪

编辑 编辑源代码
R1夹爪部分

机械爪极好的抓球稳定性也是很重要的一环。夹爪整体结构较简单，但是其很出色地实现了应有的功能，且控制简单，效率较高。

机械爪要实现两个功能：

  • 开合：使其能够抓住球；
  • 上下移动：使其能够将球运送到存储区或装填到发射机构内。
开合
  • 爪子的开合只涉及两个位置间的往复运动，于是使用控制简单的MG90S舵机控制爪子开合；
  • 爪子主体均采用打印件制作，便于设计形状。
上下移动
  • 机械臂末端通过角码连接一个低转速(27RPM)的370电机，其带动机械臂整体旋转，从而使爪子可以在合适角度内上下运动。

"赛场上收集机构的想法多种多样，但效率和稳定性不一定好；如何将简单的结构做得既可靠又高效，也是机械设计很重要的课题。"

三、气缸发射机构(R1)

编辑 编辑源代码

WIP

四、摩擦轮发射机构(R2)

编辑 编辑源代码

WIP

五、攻城机构(R1)

编辑 编辑源代码

我们攻城机构的思路和结构都很简单：直接触碰使标靶掉落。

  • 大车R1的限高为550mm，高于标靶的高度(约450mm)。
  • 直接在大车后部竖一块纸板，让纸板触碰标靶从而使其掉落。
  • 小车因限高要求，不做攻城机构。
  • 相比环氧板等材料，纸板硬度低，材料易得易加工，破损易更换。

电控部分实现

编辑 编辑源代码

一、电源与供电

编辑 编辑源代码

本队的电源全部使用赛委会推荐的可充电锂电池，分为12V与24V。我们没有使用分电板以及航模电池，故一台车上需要搭载较多电池。

器件 R1 R2
Mega 2560 开发板 12V*1 12V*1
扩展板
（底盘电机*4+PS2模块+舵机)		 12V*1 12V*1
机械臂电机*1 12V*1 12V*1
丝杆滑台电机*1 -
电磁阀 24V*1 -
摩擦轮电机*2 - 12V*1

二、控制

编辑 编辑源代码
💡 提示：
  • 本队的电控代码已由笔者本人开源到Github平台，跳转至Github仓库以查看。
  • 仓库内README包含使用说明简要功能实现介绍，可供参考。

WIP

成员介绍

编辑 编辑源代码
👤
冯旭博
队长 · R2结构
👤
李鸿睿
R1结构
👤
贾羽希
R2结构
👤
文振宇
R1结构
👤
舒皓阳
电控组
👤
闫西贝
电控组
👤
郭静萱
电控组

写在最后

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WIP

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