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

“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。”

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

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 $4 5^{\circ}$ 的小轮使摩擦力方向也为 $4 5^{\circ}$ 。
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 $\frac{\sqrt{2}}{2}$ 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

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)

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

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。

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	-	12V*1
电磁阀	24V*1	-
摩擦轮电机*2	-	12V*1

二、控制

💡 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

👤

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

WIP

← 返回第二十二届校机器人大赛

@@ 第1行： / 第1行： @@
-'''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。
-= 综述与赛题拆解 =
+= 综述与机构拆解 =
-'''''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。'''''
+'''''“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。”'''''
 ----
+[[File:追求卓越R1-Overview.png|200px|thumb|right|R1整车]]
+[[File:追求卓越R2-Overview.png|200px|thumb|right|R2整车]]
+''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。''
 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'''。
@@ 第12行： / 第17行： @@
 {| class="wikitable" style="text-align: center"
-|+ 必要机构拆解与分析
 |-
 ! style="text-align: center" | 机构类型/名称
@@ 第19行： / 第24行： @@
 ! style="text-align: center" | R2实现
 |-
-| 运动机构 || 赛场上机器人的运动 || colspan="2" | 麦克纳姆轮底盘【跳转WIP】
+| 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 ]]
 |-
-| 收集机构 || 网球的拾取与收集 || colspan="2" | 机械爪【跳转WIP】
+| 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 ]]
 |-
-| 发射机构 || 发射网球以易帜 || WIP || WIP
+| 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''
 |-
-| 攻城机构 || 撞击标靶 || WIP || WIP
+| 控制模块 || 操控机器人 || - || -
+|-
+| 电路 || 供电与信号传输 || - || -
 |}
-== 功能 ==
+= 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
-== 系统组成 ==
+== 四、摩擦轮发射机构(R2) ==
+----
+WIP
-{{RobotModules
+== 五、攻城机构(R1) ==
-|名称=机器A
+----
-|副标题=追求卓越 · 大车
-|前缀=机器人大赛/第二十二届/追求卓越
+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。
-|模块1名称=模块一
-|模块1图标=🔩
+* 大车R1的限高为<code>550mm</code>，高于标靶的高度(约<code>450mm</code>)。
-|模块1零件=
+* 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。
-|模块2名称=模块二
+* 小车因限高要求，不做攻城机构。
-|模块2图标=🔩
+* 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。
-|模块2零件=
-|模块3名称=模块三
+= 电控部分实现 =
-|模块3图标=🔩
-|模块3零件=
+== 一、电源与供电 ==
-|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 2560 + 扩展板
-|模块7名称=能源
-|模块7图标=🔋
-|模块7零件= 12V锂电池 · 24V锂电池
-|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 ==
+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。
-待补充
-== 系统组成 ==
+{| class="wikitable" style="text-align: center"
-{{RobotModules
+|-
-|名称=机器B
+! style="text-align: center" | 器件
-|副标题=追求卓越 · 小车
+! style="text-align: center" | R1
-|前缀=机器人大赛/第二十二届/追求卓越
+! style="text-align: center" | R2
-|模块1名称=模块一
+|-
-|模块1图标=🔩
+| Mega 2560 开发板 || 12V*1 || 12V*1
-|模块1零件=
+|-
-|模块2名称=模块二
+| 扩展板<br>（底盘电机*4+PS2模块+舵机) || 12V*1 || 12V*1
-|模块2图标=🔩
+|-
-|模块2零件=
+| 机械臂电机*1 || 12V*1 || rowspan="2" |12V*1
-|模块3名称=模块三
+|-
-|模块3图标=🔩
+| 丝杆滑台电机*1 || -
-|模块3零件=
+|-
-|模块4名称=模块四
+| 电磁阀 || 24V*1 || -
-|模块4图标=🔩
+|-
-|模块4零件=
+| 摩擦轮电机*2 || - || 12V*1
-|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
+== 二、控制 ==
-|模块6名称=控制系统
+----
-|模块6图标=🧠
+{{Note|
-|模块6零件=Arduino Mega
+* 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7名称=能源
+* 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7图标=🔋
-|模块7零件=3S锂电池 · XT60接口 · 分电板 · 降压模块
+WIP
-|模块8名称=信号
-|模块8图标=📡
+= 成员介绍 =
-|模块8零件=PS2手柄 · 接收机 · 数传模块
-}}
-== 成员介绍 ==
 <div class="robuddy-teamgrid">
-{{TeamCard|姓名=冯旭博|角色=队长|任务=R2结构}}
+{{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}}
@@ 第108行： / 第144行： @@
 {{TeamCard|姓名=郭静萱|任务=电控组}}
 </div>
+= 写在最后 =
+WIP
 [[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]]