2026年7月23日 (四) 16:47的版本

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

机械爪抓球极好的稳定性也是取胜中很重要的一环。

我们设计的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27转的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

在赛场上我们看到了各种各样花里胡哨的收集机构，但效率和稳定性不一定好；能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)

WIP

电控部分实现

一、电源与供电

WIP

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

系统组成

R1

追求卓越 · 大车

🔩

🔩

🔩

🔩

🔧

铝型材 · 环氧板 · 亚克力板 · 角码 · 螺栓

🧠

控制系统

Arduino Mega 2560 + 扩展板

🔋

能源

12V锂电池 · 24V锂电池

📡

信号

PS2手柄 · PS2接收模块

R2

追求卓越 · 小车

🔩

🔩

🔩

🔩

🔧

铝型材 · 环氧板 · 亚克力板 · 角码 · 螺栓

🧠

控制系统

Arduino Mega

🔋

能源

3S锂电池 · XT60接口 · 分电板 · 降压模块

📡

信号

PS2手柄 · 接收机 · 数传模块

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

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@@ 第24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" | [[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]]
+| 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 ]]
+| 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''
+| 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 || - || -
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 * 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'''。
-笔者有计划在本Wiki上写一篇''麦轮运动学解算''的页面，现将此内容暂按下不表。(WIP)
+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 ==
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 机械爪抓球极好的稳定性也是取胜中很重要的一环。
-WIP
+我们设计的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27转的<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
 '''''在赛场上我们看到了各种各样花里胡哨的收集机构，但效率和稳定性不一定好；能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。'''''