FRC赛事WCD轮式机器人底盘结构设计

该底盘结构面向青少年机器人竞技赛事场景开发，核心服务于FRC赛事中机器人的快速移动、对抗承载需求，作为整台竞技机器人的承载基体，需要承接上部功能机构安装、动力输出传递、场地冲击缓冲等多重作用，整体采用双侧平行梁式框架布局，框架主体选用矩形截面铝型材作为主梁，截面规格为40x30x3，在保证结构刚性的前提下尽可能压缩整体自重，适配赛事对机器人整机重量的限制要求。

传动系统采用齿轮与链条结合的动力传递方案，齿轮组设定10:04的传动比，配置1个驱动齿轮与对应从动齿轮，齿轮模数统一为1.5，包含14齿齿轮6个、75齿齿轮4个、40齿齿轮2个，通过不同齿数齿轮的搭配实现动力的减速增扭，匹配竞技场景下机器人的起步加速、障碍翻越扭矩需求。轮组配置采用多轮系混合布局，搭载2个6英寸Plaction轮作为主驱动轮，搭配4个6英寸Omni全向轮实现小半径转向与横向位移能力，能够在赛事场地内快速完成走位、规避对抗、对接任务点位等操作，全向轮的排布充分考虑了不同方向受力的均衡性，避免高速转向时出现轮组打滑或侧倾问题。

轴承部件选用Versa Block V2轴承共12个，搭配Thunderhex系列13.75外径轴承，分别布置在轮轴支撑位、齿轮传动支撑位，保证传动过程中的回转精度，降低动力传递过程中的摩擦损耗。动力端配置3个外径12规格的Minicim电机作为行走动力源，电机安装位直接集成在双侧主梁的端部，通过安装座的定位面保证电机输出轴与齿轮输入轴的同轴度，减少装配过程中的调整工作量。链条传动部分选用16齿链轮搭配#25规格链条共8组，将电机输出的动力同步传递至各个驱动轮，保证双侧轮组的动力输出一致性，避免直线行驶时出现跑偏问题。

设计过程中充分参考成熟竞技机器人的物料清单选型逻辑，在保证结构强度的前提下尽可能选用赛事领域通用的标准零部件，降低后期维护替换的成本，各个安装位均预留了标准的安装孔位，上部机构可以根据不同赛季的任务需求快速加装机械臂、拾取机构、投射机构等功能组件，框架的安装边界充分考虑了赛事规则对机器人尺寸的限制，在规则允许的尺寸范围内最大化轮距与轴距，提升机器人高速行驶与对抗过程中的稳定性。轮组的安装高度经过反复校核，保证底盘离地间隙能够顺利通过场地内的线缆、坡道等障碍，同时降低整车重心，减少对抗过程中侧翻的概率。所有传动部件均布置在主梁内侧的空间内，避免赛事对抗过程中外部冲击直接损伤传动组件，轴承与齿轮的安装位均设计有可拆卸的端盖结构，方便日常维护时快速检查齿轮啮合间隙、链条张紧度，不需要完全拆解底盘框架即可完成易损件的更换作业。