FTC赛事黑客猫天石竞技机器人结构设计

　　该竞技机器人主要面向青少年机器人对抗赛事场景设计，核心用途是在指定竞赛场地内完成物料拾取、投放、场地任务触发以及对抗防守类动作，整体结构围绕赛事规则的边界要求搭建，所有外伸部件的安装位置都严格控制在赛事规定的初始尺寸框内，启动后可通过机构展开拓展作业范围，不会出现超规判罚的问题。从底盘设计来看，采用麦克纳姆轮作为行走执行部件，四个轮组分别独立驱动，可实现全向移动动作，包括横向平移、原地自旋、斜向行进等，能够在狭窄的赛事场地内快速调整位姿，规避对方机器人的阻拦，快速抵达任务点位。

　　轮组的安装座采用多孔位铝型材搭配钣金件拼接，可根据场地地面的实际摩擦系数调整轮组的预紧压力，保证行走过程中不会出现打滑丢步的问题，轮系的传动路径采用直连减速电机的布局，减少中间传动环节的动力损耗，每个轮组的驱动电机都预留了编码器安装位，可接入闭环控制系统实现精准的行走里程计数。上层功能机构采用分层布局设计，最底层为电池与主控模块的安装仓，所有电控部件都通过扎带与减震泡棉固定在机架的安装孔位上，走线全部沿铝型材的槽道布置，避免运动过程中线路被拉扯或卷入传动机构。

　　中层为物料拾取机构的安装位，采用可抬升的导槽结构，能够将场地内的块状物料导送至储料仓内，抬升动作通过舵机驱动连杆机构实现，抬升行程刚好匹配物料投放口的高度，不需要额外设置多级抬升结构，降低整体结构重量。上层为投放与防守机构，可在到位后将储料仓内的物料推送至目标投放区，侧面的立式安装板可加装阻挡部件，在对抗过程中阻拦对方机器人的行进路线，同时不会超出赛事规定的对抗接触范围。机架整体采用开源铝型材搭建，所有连接孔位都遵循通用的孔距标准，可根据不同赛季的任务要求快速更换功能模块，不需要重新加工整体机架，维护调整的效率较高。机架侧面的标识安装位采用激光雕刻的板材固定，既可以作为队伍标识的展示区域，也能够作为结构加强件提升机架侧面的抗冲击能力，在对抗碰撞过程中不会出现机架变形的问题。整机的重心控制在底盘几何中心偏下的位置，所有较重的部件比如电池、主控制板都安装在底层架体上，快速启停或者碰撞过程中不会出现侧翻的问题，上层的功能机构全部采用轻量化的板材加工，在保证结构强度的前提下尽可能降低上部重量，提升行走过程的稳定性。

　　从安装边界来看，所有外露的紧固件都采用沉头设计，不会出现突出的棱角刮擦场地道具或者对方机器人，所有运动部件的活动范围内都预留了足够的安全间隙，不会出现运动干涉卡滞的问题，驱动轮的外缘与机架侧板之间预留了排杂间隙，场地内的细小杂物不会卡入轮组与机架之间造成行走故障。在结构设计过程中，优先选用标准件与通用开源搭建组件，所有非标准的连接板都采用平板切割加工，不需要复杂的曲面成型工艺，加工成本低且替换方便，单个部件损坏后可快速切割替换，不需要整体更换机构模块。传动部位的所有连接轴都采用卡簧限位，轴向固定可靠，同时拆解方便，可快速调整传动间隙。储料仓的尺寸根据赛事规定的物料尺寸设计，可容纳单场任务所需的最大物料携带量，不需要多次往返拾取物料，提升任务完成效率。整机的电气线路全部设置了分线座，每个功能模块的线路都通过快插接头与主控连接，调试过程中可快速插拔更换模块，不需要重新梳理整机车线。