FRC竞赛机器人Asteria杆上爬升执行机构

　　这套爬升执行机构专为沿垂直杆件行进的作业场景开发，核心适配需要在固定立柱上完成快速爬升、姿态调整、位置锁止的移动机器人需求，可拓展应用于杆上巡检设备、垂直攀爬作业平台、竞赛类移动机器人等场景。整套机构采用对称双模组并行驱动架构，两套独立的电梯式提升单元沿安装基板对称布置，每个提升单元匹配一套带齿轮减速的动力输出组，通过减速箱将动力输出端的转速转化为爬升轮所需的大扭矩低转速工况，保证与杆件接触的驱动轮能够提供足够的正压力与摩擦力，避免爬升过程中出现打滑溜降问题。

　　从结构布局来看，主体承载框架采用镂空桁架式铝型材拼接设计，在保证整体结构刚性的前提下尽可能降低自重，减少爬升过程中动力系统的负载冗余。框架与杆件接触的位置布置有导向限位轮组，轮组采用圆弧型接触面设计，能够完全贴合圆形杆件的外轮廓，在爬升过程中限制机构整体的横向窜动，保证行进轨迹始终沿杆件轴向方向，不会出现偏斜卡滞。两套独立提升单元的设置，允许机构在爬升过程中调整自身相对于杆件的倾斜角度，通过控制两套提升单元的行进速度差，实现整体姿态的俯仰调整，满足作业过程中需要调整设备朝向、对准作业点位的需求。

　　动力传输路径上，电机输出的扭矩首先进入行星减速结构进行一级减速，再通过直齿轮组进行二级减速，最终将动力传递到与杆件直接接触的摩擦驱动轮上，整套传动链的传动效率经过匹配调校，能够在12V供电的工况下输出足够的牵引力，实现0.5m/s的直线爬升速度，满足快速到位的作业需求。驱动轮采用高摩擦系数的包覆材质，在保证足够摩擦力的同时不会对杆件表面造成划伤，适配常见的金属圆杆、工程塑料杆等多种杆件材质。

　　位置保持功能依靠定制的气动摩擦制动器实现，当机构爬行到目标位置后，制动器动作，通过摩擦块抱紧杆件表面，提供足够的锁止力，单组制动器可承载86.3kg的负载，双组并行布置的制动器总承载能力可达172.6kg，完全能够承载机构自身外加搭载的作业模块重量，即使在动力断开的情况下也能保持位置固定，不会出现下滑坠落的风险。制动器的响应速度经过调校，能够在极短时间内完成锁止动作，在突发断电等异常工况下也能快速触发锁止，提升设备运行的安全性。

　　安装边界方面，整套机构的安装基板预留了标准化的安装孔位，可直接对接通用型移动机器人的主体框架，不需要额外设计转接结构；导向轮组的间距支持小范围调整，能够适配一定直径区间内的垂直杆件，不需要更换核心零件即可完成不同场景的适配。框架上预留的冗余安装位可拓展搭载传感器、作业执行器、摄像模块等多种外设，满足不同场景下的功能拓展需求。

　　在结构设计的细节处理上，所有传动部件均布置在框架内侧，通过桁架结构的杆件形成物理防护，避免爬升过程中外部杂物卡入传动链造成故障；所有转动副位置均配置了自润滑轴承，减少长期运行过程中的维护需求，提升设备的连续运行寿命。布线槽沿框架型材的内侧布置，所有动力线、信号线均隐藏在型材槽内，避免线缆外露在爬升过程中被杆件或其他结构剐蹭破损。整套机构的重心经过配平设计，重心位置落在两套驱动轮组的中心连线上，爬升过程中不会出现偏载导致的单侧轮组压力过大、磨损不均的问题。