人民當家作組是第二十二屆校機械人大賽的十六強隊伍之一。

比賽策略

發射位置離靶子越近，越容易命中

大車的高度超過500mm，擁有距離靶標最近的發射點的同時，也成為了場上唯一因為高度原因無法從場中央穿行的機械人

天下武功，唯快不破

小車選用620RPM電機，全車輕量化設計，僅保留夾爪。

大車

功能

撿球，傳送，發射

創新點

首次使用全封閉同步帶送球結構，使得同步帶在78°的情況下穩定運送網球，節約了橫向空間。

結構

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主要機構

主要結構件

鋁型材（20系列）：作為整車骨架，輕量且易於搭建，配合T型螺栓與法蘭螺母使用。
水平方向的板材選用了4mm厚度的環氧樹脂板，鉛垂方向的板材選用了2mm厚度的亞加力板。
板材連接：使用金屬包角固定2mm厚度的亞加力板，環氧板和鋁型材、鋁型材和鋁型材之間選用角碼進行連接。
緊固件體系：全車主要採用 M3/M5 杯頭內六角螺絲，便於使用內六角扳手和批頭快速維護；關鍵振動部位加裝防松螺母+彈性墊片組合，防止長時間運行鬆動。
無刷電機、舵機的固定：採用3D打印的座體固定。

底盤

驅動方式：四輪獨立驅動，採用 JGA25-370 有刷電機，配合PWM調速，滿足1kg級車體靈活運動需求。
全向移動方案：選用麥克納姆輪系底盤。

收球裝置V1

收球裝置V2

收球裝置V3

輸送裝置

傳動方式：5M圓弧齒同步帶與3D打印同步帶輪。
電機選型：初賽時選用？rpm的37電機，決賽時選用？rpm電機
帶輪設計：
- 在現成5M帶輪模型基礎上修改為方孔，適配Vex風格方軸
- 用環氧板切割軸承座與水平方向的環氧板通過板插板的方式連接
- 深溝球軸承固定，確保長期往復運動下的同軸度與耐用性。
傳送路徑：從收球口垂直提升至發射倉，傳送帶兩側設有2mm厚亞加力板作為擋板，防止球體在上升過程中滾落。

發射裝置

發射原理：雙摩擦輪擠壓發射——兩輪反向高速旋轉，將球體夾持並加速射出。
摩擦輪規格：定製聚氨酯包膠輪，內嵌3D打印法蘭，直接安裝於無刷電機軸上，減小中間傳動損耗。
調速與角度控制：發射速度通過ESC調節無刷電機轉速實現；
供彈一致性：發射倉內設有擋條，保證每次只有一顆球進入發射位，避免卡彈或連發紊亂。

主要電控原件

電機/舵機

JGA25-370電機，轉速108RPM，長軸。後改用JGA25-370，轉速130RPM，長軸。
MG996R舵機
無刷電機N2830配？行星減速齒輪

控制元件

L298N電機驅動模塊（控制JGA25-370電機）
無刷電調（控制無刷電機）
ArduinoMega

能量來源

底盤和傳送帶
- 3S鋰電池（約12V），4000mah
- 分電板焊上XT60接口,通過並聯的方式分到三個電機驅動模塊，驅動模塊以PWM的形式將12V的電輸送給電機
無刷電機
電路板
舵機

信號輸送

PS2手柄
電路板
驅動模塊……電調……
舵機、電機、無刷電機

核心控制邏輯

運動學算法

麥克納姆輪運動學逆解算

遙控邏輯

版本

初賽版本

完成運動算法和底盤調試，可以執行攻城和卡位任務
收球裝置反覆修改，因網球過小難以成功
設想過使用小車送球的方案，但是小車尚不能穩定拾球，機會成本過高，遂放棄收球發射鏈路
傳送帶上的球托和發射平台略有干涉（最初的設計尺寸下不能有效抬升網球）
傳送帶和摩擦輪之間的銜接不穩定，在賽前幾天使用皮帶限位，成功發射幾次

決賽版本

利用課餘時間完成發射控制代碼，於12月31日成功實現穩定遙控發射
為解決球托與發射平台干涉問題，利用原有安裝孔將鋁型材後移4cm
重新設計拾球方案，改用鏟子+細線方案
- 賽前測試時發現兩舵機相對安裝會導致鏟子抖動，拔掉了一個舵機的信號線
- 比賽時鏟子多次壓到網球，導致金屬舵盤齒輪磨花，在規定時間內未能完成更換金屬舵盤或是啟用對側舵機的方案，迫使小車向大車送球

小車

功能

撿球

創新點

一鍵撿球絲滑小連招

智能底盤調試，麥輪裝反也能跑

未能實現的PID閉環調控

使用軸承的低摩擦力舵機夾爪

撿球代碼

// 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
}

歷史版本

答辯版本版本

在答辯前利用臨時3D打印的底盤，成功驗證藍牙連通性及麥克納姆輪運動學逆解算

初賽版本

選擇繞過pid控制，直接接入電機正負極線
第一場比賽勉強撿起幾個小球，後經限位優化拾球連招

決賽版本

優化了夾爪，採用了更寬鬆的軸孔配合制，並使用軸承，以減輕夾爪摩擦力
目前夾爪仍存在配合過松，安裝孔位有問題
改用亞加力板上下層板的材料
嘗試自行繪製電路板，但是未能順利轉入STM32技術棧

成員介紹

符敦櫟（隊長），機械科學與工程學院
孫希涵，機械科學與工程學院
高睿涵，機械科學與工程學院
張翼翔，機械科學與工程學院
肖宇涵，機械科學與工程學院
張定鍇，機械科學與工程學院
薛子婧，機械科學與工程學院

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