ROBOCON赛事手动操作式机械臂结构

　　该手动机械臂面向竞技类机器人赛事的作业需求设计，核心应用场景为赛场内指定区域的圆盘类工件拾取、转运与叠放作业，适配赛场固定立柱工位的操作边界，可在手动操控模式下完成多工位的精准对位与工件转移，满足赛事规则下的快速作业、稳定取放要求。整体执行端采用叉式拾取结构，叉齿间距匹配目标圆盘工件的中心孔位尺寸，作业时可直接插入工件底部支撑面，无需额外夹持动力即可依托工件自重实现稳定承托，避免夹取式结构易出现的工件脱落、对位偏差问题，适配赛场内快速移动作业的工况需求。

　　臂体主体采用铝制型材搭建框架结构，在保证整体结构刚性的前提下尽可能降低自重，减少移动底盘的负载压力，同时铝型材的模块化连接方式可根据赛场实际调试需求快速调整臂长、关节点位，适配不同作业半径的操作要求。臂体关节处采用手动操控的连杆传动结构，操控端设置于底盘操作位，操作人员可通过手动操作杆直接控制臂体的俯仰、伸缩、叉取动作，传动路径无冗余减速结构，操作反馈直接，可实现毫米级的对位调整，满足立柱工位上圆盘叠放的精度要求。

　　从安装边界来看，臂体底部通过法兰连接结构固定于移动底盘的上部安装位，安装孔位匹配底盘的标准型材安装槽，无需额外定制转接件即可完成装配；臂体完全收缩状态下的外轮廓不超出底盘的边界尺寸，避免赛场移动过程中与周边工位、场地护栏发生剐蹭；臂体最大伸展半径覆盖赛场相邻三个立柱工位的作业范围，无需底盘频繁移位即可完成多工位的工件转移作业，有效缩短单循环作业的操作时长。结构设计过程中针对臂体伸展状态的挠度变形做了针对性优化，臂体主支撑梁采用变截面布置，靠近关节固定端的型材截面尺寸更大，向执行端逐步过渡为轻量化截面，在控制整体重量的同时保证最大伸展状态下执行端的形变量控制在作业允许范围内，避免叉齿对位偏差导致的工件放置失败。

　　叉取执行端设置有限位挡边，当工件完全滑入叉齿承托位后可自动贴合挡边定位，无需操作人员反复调整工件位置，配合臂体关节处的点位锁止结构，当臂体对位到立柱的标准作业高度后可临时锁止关节位置，操作人员仅需控制叉体的进退动作即可完成工件取放，降低长时间操作的疲劳度。考虑到赛场作业的快速拆装需求，臂体与底盘的连接采用快拆式锁扣结构，无需专用工具即可完成臂体的整体拆卸与安装，方便赛前调试、运输过程中的部件收纳；所有传动连杆的连接点位均采用自润滑轴套，赛事全程无需额外加注润滑脂即可保证动作顺畅，避免维护操作占用赛事准备时间。臂体的操控力经过杠杆比优化，单手握持操作杆即可完成全行程的动作控制，操作力控制在成年人手部舒适施力范围内，长时间连续操作不会出现明显的肌肉酸胀感，适配赛事多轮次连续作业的操作需求。整体结构无复杂电控元件，纯机械传动的结构形式故障率极低，即便赛场出现碰撞、剐蹭也可快速排查故障点，通过更换标准型材件、连杆件即可快速恢复作业能力，完全适配竞技赛事的高可靠性、快维护性要求。