FRC Reefscape赛事118号竞赛机器人结构

　　行走机构采用轮式布局，搭配大扭矩伺服电机与行星减速单元，轮组的安装座做了可调式设计，可根据场地地面的摩擦系数微调轮距与接地压力，应对赛事场地内的地毯、坡道、障碍区域的不同通行需求，底盘的离地间隙经过多轮迭代测试，既保证过障时不会卡滞底盘边缘，也避免重心过高导致急转向、急启停时出现侧翻风险。上部作业机构采用多自由度臂组设计，臂段采用镂空式工程塑料与碳纤维板材拼接结构，在保证结构刚度的前提下尽可能降低上部结构的重量，把整体重心压低到底盘平面以上1/3总高度区间，提升高速机动时的稳定性。这套结构针对FIRST机器人竞赛Reefscape赛项的任务需求开发，核心围绕赛事内的道具拾取、投放、场地机动、对抗防护几个核心场景做设计落地。从底盘布局来看，整体采用框式焊接铝型材作为承载基底，底部周圈包裹高密度泡棉防撞层，防撞层外侧做耐磨帆布包覆，既满足赛事规则里的碰撞缓冲要求，也能避免对抗过程中金属结构剐蹭对方设备或者场地设施，防撞层上预留的数字标识位也符合赛事的视觉识别要求，方便场边裁判与视觉系统快速识别己方设备。

　　臂端的执行机构做了快换接口预留，可根据不同赛段的任务需求快速更换拾取、夹取、推射类的末端执行件，接口处的电气连接采用集成式航插，避免换件时出现线路错接、信号中断的问题。臂组的走线全部采用拖链内置布局，所有动力线、信号线都藏在臂段的空腔与拖链内部，避免对抗过程中线路被剐蹭拉扯导致断路，也减少运动过程中线缆晃动带来的重心偏移。电气舱布置在底盘中部的封闭区域，舱体做了镂空散热格栅，同时在格栅内侧加了防尘网，避免场地内的纤维、碎屑进入舱内堆积在电路板与散热片上，电气舱的安装座采用减震橡胶垫与底盘连接，抵消机动、碰撞过程中的振动冲击，保护主控板、传感器、驱动模块等精密电子元件。

　　视觉传感器布置在上部结构的最高点，安装座做了可调角度设计，可根据场地光照条件微调传感器的俯仰角度，保证识别场地标识、目标道具时的视野无遮挡，传感器的线束同样做了屏蔽处理，避免电机运转时的电磁干扰影响视觉识别的精度。整体结构的紧固件全部采用防松设计，关键承力位置的螺栓都加了防松垫圈与螺纹胶，避免长时间高强度运转、碰撞过程中紧固件松动导致结构失效。所有结构件的安装边界都严格符合赛事规则的尺寸限制，初始状态下的外轮廓尺寸完全满足检录要求，臂组完全展开后的作业半径覆盖赛项要求的全部作业范围，不会出现作业盲区。

　　结构设计过程中做了多轮的运动仿真验证，模拟臂组全行程运动、底盘全向机动时的干涉情况，调整了臂段的连接点位置与驱动缸的安装角度，避免运动过程中臂段与底盘、防撞层、电气舱出现剐蹭干涉，同时也优化了驱动单元的受力角度，降低臂组满载作业时驱动件的负载峰值，提升元件的使用寿命。从维护性角度来看，所有模块都采用快拆式安装设计，单个轮组、臂段、电气模块都可以在不拆解整体结构的情况下快速更换，适配赛事间隙的快速维修、调试需求，减少备赛阶段的维护时间成本。