人民當家作組是第二十二屆校機器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器人

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

系統組成

黑棍

人民當家作組 · 大車

🛞

[[{{{前綴}}}/黑棍-底盤|底盤]]

鋁型材 · 麥克納姆輪 · JGA25-370 · L298N驅動

🏐

[[{{{前綴}}}/黑棍-收球裝置|收球裝置]]

鏟子 · MG996R舵機 · 細線限位

📦

[[{{{前綴}}}/黑棍-輸送裝置|輸送裝置]]

5M同步帶 · 同步帶輪 · 深溝球軸承 · 37電機

🎯

[[{{{前綴}}}/黑棍-發射裝置|發射裝置]]

聚氨酯摩擦輪 · N2830無刷電機 · 無刷電調

🔧

[[{{{前綴}}}/黑棍-主要結構件|主要結構件]]

鋁型材 · 環氧樹脂板 · 壓克力板 · 角碼 · 金屬包角 · T型螺栓

🧠

[[{{{前綴}}}/黑棍-控制系統|控制系統]]

Arduino Mega · PS2手柄 · 分電板

🔋

[[{{{前綴}}}/黑棍-能源|能源]]

3S鋰電池 · XT60接口

📡

[[{{{前綴}}}/黑棍-信號傳輸|信號傳輸]]

PS2手柄 · Arduino Mega · L298N · 無刷電調 · 舵機 · 電機

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厚度的壓克力板。
板材連接：使用金屬包角固定2mm厚度的壓克力板，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列印的座體固定。

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列印同步帶輪。
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厚壓克力板作為擋板，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列印法蘭，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有刷電機

轉速：108RPM（後改130RPM）

用途：底盤驅動

控制：L298N + PWM

MG996R舵機

扭力：11kg·cm

用途：收球/送球機構

N2830無刷電機

配行星減速齒輪

用途：摩擦輪發射

控制：無刷電調

控制元件

Arduino Mega

主控制器

輸入：PS2手柄信號

輸出：PWM給驅動模塊/電調

L298N驅動模塊

控制JGA25-370電機

輸入：12V + PWM信號

能量來源

3S鋰電池

電壓：12V

容量：4000mAh

用途：底盤+傳送帶

分電板焊上XT60接口，通過並聯分到三個驅動模塊，以PWM輸送12V給電機。

信號鏈路

PS2手柄 → Arduino Mega → 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，但小車尚不能穩定拾球，遂放棄
傳送帶球托和發射平台略有干涉
傳送帶和摩擦輪銜接不穩定，賽前用皮帶限位

決賽版本

12月31日實現穩定遙控發射
鋁型材後移4cm解決球托干涉
改用鏟子+細線方案拾球
比賽時鏟子壓到網球，舵盤齒輪磨花

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列印的底盤，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
改用壓克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

👤

孫希涵

👤

薛子婧

👤

高睿涵

👤

張定鍇

👤

肖宇涵

👤

張翼翔

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Category:作品