机器人大赛/第二十二届/人民当家作组：修订间差异
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=== 电机/舵机 === | === 电机/舵机 === | ||
{{SpecBox | |||
|名称=JGA25-370有刷电机 | |||
|参数1=转速：108RPM（后改130RPM） | |||
|参数2=用途：底盘驱动 | |||
|参数3=控制：L298N + PWM | |||
}} | |||
{{SpecBox | |||
|名称=MG996R舵机 | |||
|参数1=扭力：11kg·cm | |||
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|参数1=配行星减速齿轮 | |||
|参数2=用途：摩擦轮发射 | |||
|参数3=控制：无刷电调 | |||
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=== 控制元件 === | === 控制元件 === | ||
{{SpecBox | |||
|名称=Arduino Mega | |||
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|参数2=输入：PS2手柄信号 | |||
|参数3=输出：PWM给驱动模块/电调 | |||
}} | |||
{{SpecBox | |||
|名称=L298N驱动模块 | |||
|参数1=控制JGA25-370电机 | |||
|参数2=输入：12V + PWM信号 | |||
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=== 能量来源 === | === 能量来源 === | ||
{{SpecBox | |||
|名称=3S锂电池 | |||
|参数1=电压：12V | |||
|参数2=容量：4000mAh | |||
|参数3=用途：底盘+传送带 | |||
}} | |||
分电板焊上XT60接口，通过并联分到三个驱动模块，以PWM输送12V给电机。 | |||
=== 信号 | === 信号链路 === | ||
PS2手柄 → Arduino Mega → 驱动模块/电调 → 舵机、电机、无刷电机 | |||
== 核心控制逻辑 == | == 核心控制逻辑 == | ||
2026年7月17日 (五) 18:24的版本
人民当家作组是第二十二届校机器人大赛的十六强队伍之一。
比赛策略
- 发射位置离靶子越近，越容易命中
大车的高度超过500mm，拥有距离靶标最近的发射点的同时，也成为了场上唯一因为高度原因无法从场中央穿行的机器人
- 天下武功，唯快不破
小车选用620RPM电机，全车轻量化设计，仅保留夹爪。
大车
功能
捡球，传送，发射
创新点
首次使用全封闭同步带送球结构，使得同步带在78°的情况下稳定运送网球，节约了横向空间。
结构
点击“渲染 3D 预览”后加载模型。
主要机构
主要结构件
- 铝型材（20系列）：作为整车骨架，轻量且易于搭建，配合T型螺栓与法兰螺母使用。
- 水平方向的板材选用了4mm厚度的环氧树脂板，铅垂方向的板材选用了2mm厚度的亚克力板。
- 板材连接：使用金属包角固定2mm厚度的亚克力板，环氧板和铝型材、铝型材和铝型材之间选用角码进行连接。
- 紧固件体系：全车主要采用 M3/M5 杯头内六角螺丝，便于使用内六角扳手和批头快速维护；关键振动部位加装防松螺母+弹性垫片组合，防止长时间运行松动。
- 无刷电机、舵机的固定：采用3D打印的座体固定。
底盘
- 驱动方式：四轮独立驱动，采用 JGA25-370 有刷电机，配合PWM调速，满足1kg级车体灵活运动需求。
- 全向移动方案：选用麦克纳姆轮系底盘。
收球装置V1
收球装置V2
收球装置V3
输送装置
- 传动方式：5M圆弧齿同步带与3D打印同步带轮。
- 电机选型：初赛时选用？rpm的37电机，决赛时选用？rpm电机
- 带轮设计：
- 在现成5M带轮模型基础上修改为方孔，适配Vex风格方轴
- 用环氧板切割轴承座与水平方向的环氧板通过板插板的方式连接
- 深沟球轴承固定，确保长期往复运动下的同轴度与耐用性。
- 传送路径：从收球口垂直提升至发射仓，传送带两侧设有2mm厚亚克力板作为挡板，防止球体在上升过程中滚落。
发射装置
- 发射原理：双摩擦轮挤压发射——两轮反向高速旋转，将球体夹持并加速射出。
- 摩擦轮规格：定制聚氨酯包胶轮，内嵌3D打印法兰，直接安装于无刷电机轴上，减小中间传动损耗。
- 调速与角度控制：发射速度通过ESC调节无刷电机转速实现；
- 供弹一致性：发射仓内设有挡条，保证每次只有一颗球进入发射位，避免卡弹或连发紊乱。
主要电控原件
电机/舵机
JGA25-370有刷电机
转速：108RPM（后改130RPM）
用途：底盘驱动
控制：L298N + PWM
MG996R舵机
扭力：11kg·cm
用途：收球/送球机构
N2830无刷电机
配行星减速齿轮
用途：摩擦轮发射
控制：无刷电调
控制元件
Arduino Mega
主控制器
输入：PS2手柄信号
输出：PWM给驱动模块/电调
L298N驱动模块
控制JGA25-370电机
输入：12V + PWM信号
能量来源
3S锂电池
电压：12V
容量：4000mAh
用途：底盘+传送带
分电板焊上XT60接口，通过并联分到三个驱动模块，以PWM输送12V给电机。
信号链路
PS2手柄 → Arduino Mega → 驱动模块/电调 → 舵机、电机、无刷电机
核心控制逻辑
运动学算法
- 麦克纳姆轮运动学逆解算
遥控逻辑
版本
初赛版本
- 完成运动算法和底盘调试，可以执行攻城和卡位任务
- 收球装置反复修改，因网球过小难以成功
- 设想过使用小车送球的方案，但是小车尚不能稳定拾球，机会成本过高，遂放弃收球发射链路
- 传送带上的球托和发射平台略有干涉（最初的设计尺寸下不能有效抬升网球）
- 传送带和摩擦轮之间的衔接不稳定，在赛前几天使用皮带限位，成功发射几次
决赛版本
- 利用课余时间完成发射控制代码，于12月31日成功实现稳定遥控发射
- 为解决球托与发射平台干涉问题，利用原有安装孔将铝型材后移4cm
- 重新设计拾球方案，改用铲子+细线方案
- 赛前测试时发现两舵机相对安装会导致铲子抖动，拔掉了一个舵机的信号线
- 比赛时铲子多次压到网球，导致金属舵盘齿轮磨花，在规定时间内未能完成更换金属舵盘或是启用对侧舵机的方案，迫使小车向大车送球
小车
功能
捡球
创新点
- 一键捡球丝滑小连招
- 智能底盘调试，麦轮装反也能跑
- 未能实现的PID闭环调控
- 使用轴承的低摩擦力舵机夹爪
捡球代码
// L1 按下触发完整抓取流程
smoothMove(xzjservo, currentXZJ, XZJ_SMALL); // ① 机械臂下放
delay(100);
mecanumDrive(0, -100, 0); // ② 底盘后退
delay(50);
mecanumDrive(0, 0, 0); // ③ 停止移动
delay(50);
smoothMove(zenithservo, currentZenith, ZENITH_SMALL); // ④ 夹子闭合
delay(100);
smoothMove(xzjservo, currentXZJ, XZJ_LARGE); // ⑤ 机械臂抬起
}
历史版本
答辩版本版本
- 在答辩前利用临时3D打印的底盘，成功验证蓝牙连通性及麦克纳姆轮运动学逆解算
初赛版本
- 选择绕过pid控制，直接接入电机正负极线
- 第一场比赛勉强捡起几个小球，后经限位优化拾球连招
决赛版本
- 优化了夹爪，采用了更宽松的轴孔配合制，并使用轴承，以减轻夹爪摩擦力
- 目前夹爪仍存在配合过松，安装孔位有问题
- 改用亚克力板上下层板的材料
- 尝试自行绘制电路板，但是未能顺利转入STM32技术栈
成员介绍
- 符敦栎（队长），机械科学与工程学院
- 孙希涵，机械科学与工程学院
- 高睿涵，机械科学与工程学院
- 张翼翔，机械科学与工程学院
- 肖宇涵，机械科学与工程学院
- 张定锴，机械科学与工程学院
- 薛子婧，机械科学与工程学院