Robocon2023自主兔子竞技机器人结构

　　该款竞技机器人面向Robocon赛事的特定任务场景开发，核心用途是在赛事划定的封闭竞技场地内完成自主移动、任务道具交互、对抗位姿调整等系列动作，适配赛事规则中对兔子角色的功能要求，可在无人工遥控干预的状态下完成预设路径行进、目标点位停靠、道具取放操作，同时具备对抗场景下的结构抗冲击能力，避免碰撞后核心传动部件失效。从结构设计逻辑来看，整机采用分层式框架布局，底层为行走驱动层，配置多组轮系结构，上层为任务执行层，搭载对应赛事任务的执行机构，中间层布置动力传输与安装固定结构，各层之间通过铝型材框架与钣金连接件实现刚性连接，兼顾整体刚度与整机重量控制，满足赛事对设备重量的限制要求。行走系统采用轮组配合链条传动的动力传递方案，

　　顶部布置的两组大直径轮体为任务交互轮，负责和赛事场地内的固定道具完成接触配合，轮体表面做滚花防滑处理，增大接触摩擦力，避免传动过程中出现打滑丢转的问题；底部轮组为行走驱动轮，配合万向从动轮实现全向移动能力，可在狭小场地空间内完成原地转向、小半径转弯等动作，适配竞技场地内复杂的路径规划需求。动力传输路径上，驱动电机输出的扭矩通过链轮链条组件传递至各执行轮轴，张紧结构布置在框架侧边的空余安装位，可通过调整螺栓位置改变链轮中心距，实现链条张紧度的快速调节，日常维护时无需拆解主体框架即可完成张紧操作，降低赛事间隙的设备维护难度。整机的安装边界充分考虑赛事场地的通行尺寸限制，整体宽度控制在场地允许的通行阈值内，

　　高度方向不超出赛事规则限定的最大高度，外伸的执行机构在收回状态下不超出主体框架的外轮廓，避免行进过程中剐蹭场地边界或其他参赛设备。结构框架采用标准铝型材拼接而成，连接位置采用角件与螺栓锁紧，无需焊接工艺，加工装配难度低，参赛团队可根据测试过程中发现的问题快速调整框架结构，修改局部安装位置；执行机构的摆臂结构采用连杆传动方案，通过舵机驱动摆臂完成抬升、下放动作，摆臂末端配置夹持结构，可稳定抓取赛事指定的道具，夹持力通过调整舵机扭矩参数进行匹配，避免夹损道具或夹持力不足导致道具脱落。电气元件的安装位预留于框架中层的空余空间，电池、控制板、驱动模块均通过扎带与安装支架固定在框架横梁上，走线沿铝型材的槽道布置，通过线卡固定，

　　避免运动过程中线缆被传动部件剐蹭造成断路。整机的重心经过配平设计，重量较大的电池组件布置在底层框架靠近中心的位置，降低整机重心高度，提升快速移动、急停转向过程中的稳定性，避免侧翻；顶部的任务轮组对称布置，保证两侧负载均衡，减少行走过程中的偏航力矩。对抗场景下的结构防护方面，主体框架外侧预留了防护板安装位，可加装轻质碳纤维防护板，吸收碰撞过程中的冲击能量，保护内部的传动部件与电气元件，防护板采用快拆结构设计，碰撞损坏后可快速更换，不影响赛事进程。各转动轴位置均配置带座轴承，通过轴承座固定在框架上，降低转动过程中的摩擦阻力，同时提升轴系的支撑刚度，承受径向载荷时不会出现轴系变形卡顿的问题；链轮与轴之间采用键连接加顶丝固定的方式，保证大扭矩传递过程中不会出现链轮与轴相对滑动的失效问题。从实际应用的角度出发，该结构设计充分考虑了参赛过程中的各类工况，无论是快速行进的动态工况，还是执行任务时的静态定位工况，结构刚度都能满足使用要求，同时模块化的设计思路方便团队根据赛事规则的调整快速更换对应功能模块，无需重新设计整机框架，缩短设备迭代的周期。