FRC赛事投球竞技机器人Pitchfork结构

　　该款竞技机器人的核心应用场景为青少年机器人对抗赛事的投球作业环节，整体采用轮式移动底盘搭配抬升式投球执行臂的架构，可在赛事场地内完成快速机动、球体拾取、高位投射的全流程作业。底盘部分采用四边对称的轮组布局，轮组选用大摩擦系数的包覆式滚轮，可在赛事专用的平整场地内实现全向移动，底盘框架采用铝合金型材拼接而成，上层预留了电控元件、气动元件的安装位，配重块集中布置在底盘几何中心位置，可在机械臂大角度抬升时保证整机重心始终落在轮组支撑边界内，避免出现侧翻风险。底盘的外形边界控制在赛事规则限定的尺寸范围内，初始状态下整机高度满足入场检录的尺寸要求，机械臂完全抬升后投射高度可达到赛事场地的高位得分区高度，满足远距离投球的得分需求。

　　机械臂部分采用平行四边形连杆结构，驱动端搭配线性气动推杆实现臂架的角度抬升，臂架末端设置多组对称布置的摩擦轮投射机构，摩擦轮采用高弹性耐磨材质，通过轮组的差速旋转可将拾取的球体以稳定的初速度投射出去，轮组的间距可根据球体直径做适应性调整，兼容不同规格的赛事用球。拾取机构集成在臂架前端，可在底盘行进过程中完成地面球体的自动收集，无需额外调整车身对位，提升赛事作业过程中的取球效率。设计过程中优先考虑了赛事对抗场景下的结构可靠性，所有连接节点均采用防松紧固件，臂架的受力杆件做了镂空减重处理，在保证结构强度的前提下尽可能降低整机重量，提升移动加速性能。电气线路沿臂架连杆内侧走线，避免对抗过程中线路被剐蹭脱落，气动管路采用快插接头连接，

　　便于现场快速维护更换易损件。整机的重心经过多轮仿真调校，在机械臂抬升至最大投射角度时，整机的倾翻力矩始终小于稳定力矩，即使在急停、急转向的工况下也能保持车身稳定。轮组的悬挂采用刚性连接搭配减震垫的结构，可吸收场地拼接缝隙带来的小幅震动，保证移动过程中底盘上方电控元件的工作稳定性。投射机构的摩擦轮转速可独立控制，通过调整两侧轮组的转速差可改变球体的投射角度与旋转方向，适配不同距离的投射需求，在近距离投射时可降低轮组转速避免球体弹出，远距离投射时提升轮组转速保证球体的飞行轨迹稳定。臂架的抬升行程经过精确计算，初始收纳状态下臂架完全贴合底盘上方空间，不超出底盘的外形边界，满足赛事初始位的尺寸要求，抬升过程中臂架的运动轨迹不会与底盘上安装的其他部件产生干涉，所有运动副的活动间隙控制在合理范围内，避免出现卡滞、晃动的问题。