FRC赛事2019参赛竞技机器人结构设计

　　该竞技机器人面向青少年机器人对抗赛事场景设计，核心用途是在规定赛场区域内完成指定物料拾取、投射、障碍规避以及对抗防守任务，整体结构围绕赛事规则的边界约束搭建，所有外露部件均做圆角钝化处理，避免对抗过程中出现结构卡滞或部件碎裂飞溅的风险。从功能特性来看，底盘部分采用差分驱动布局，两侧驱动轮搭配中部随动万向轮的配置，能够实现零半径转向，适配赛场内狭窄通道的通行需求，轮组表面包覆高摩擦系数的防滑包覆层，在赛场常见的高密度PVC地垫表面可提供足够抓地力，急停急启时不会出现侧滑偏移。

　　上部作业机构采用多自由度臂架设计，末端配置可开合的夹持执行端，既能够完成规则尺寸内的方块、球体类物料的夹取，也可通过臂架抬升将物料投射至指定高度的得分区域，臂架的铰接点位置经过反复调校，在最大伸展长度下整机重心依然落在底盘支撑多边形范围内，不会出现前倾翻覆的问题。设计思路上优先考虑赛事过程中的快拆维护需求，所有电气模块、驱动模块均采用模块化安装布局，线束全部走铝型材框架的内部槽道，外部预留快插接头，赛事间隙出现部件故障时可在两分钟内完成对应模块的更换，不需要拆解整机主体结构。框架主体采用标准工业铝型材搭建，连接部位采用高强度角码紧固，在保证整体结构刚度的前提下尽可能压缩自重，避免超出赛事规则的重量限制。

　　外形尺寸方面，整机在初始收纳状态下的长宽高完全符合赛事规则的起始区尺寸边界要求，臂架完全伸展后的最大作业高度覆盖赛事得分区的最高投射点位，所有突出机体的传感器、执行部件均未超出规则限定的外廓尺寸，不会出现赛前检录不合格的问题。底盘离地间隙经过针对性调整，能够顺利通过赛场内设置的高度门槛、斜坡类障碍，不会出现底盘托底卡滞的情况。电气元件的安装位置全部避开臂架运动的包络范围，走线时预留足够的活动余量，臂架反复俯仰摆动时不会出现线束拉扯断裂的问题。夹持执行端的开合行程适配赛事指定物料的外形尺寸，夹指内侧粘贴防滑缓冲垫，夹取物料时既不会因为夹持力过大损坏物料表面，也不会因为夹持力不足在快速移动过程中出现物料脱落。

　　整机的重量分配经过调校，两侧驱动轮的载荷偏差控制在5%以内，保证直线行驶时不会出现单侧偏磨、走偏的问题，电池模块放置在底盘最低的中心位置，进一步降低整机重心，提升对抗过程中的抗冲击稳定性。外围防护结构采用轻量化的工程塑料板材制作，通过螺栓固定在铝型材框架外侧，能够抵御对抗过程中来自其他参赛机器人的常规冲击，不会出现框架变形导致轮组卡滞、臂架运动受阻的问题。所有运动副的铰接位置均配置自润滑轴承，长时间连续作业下不会出现卡顿、磨损量超标的问题，铰接点的锁紧结构采用防松螺母搭配止退垫片，赛事过程中的高频振动不会导致连接部位松脱。