FRC赛事打捞作业竞技机器人结构设计

　　该款竞技类作业机器人主要面向青少年机器人竞技赛事中的打捞类任务场景设计，核心用途是在赛事划定的场地边界内，完成指定轻质物料的拾取、转运与投放动作，适配赛事规则中对不同重量、不同形态物料的分类处置要求。从功能特性来看，整机采用双侧对称的行走底盘布局，底盘上集成多组从动支撑轮与主动驱动轮组，轮组采用小直径多触点排布设计，能够在赛事场地常见的平整PVC、高密度发泡板材表面获得足够的抓附力，避免急启停、转向过程中出现侧滑偏移，同时多轮组的分散支撑设计可以降低单轮承压，即使场地表面存在轻微的拼接缝隙、局部凸起，也能保证底盘行走的平顺性，不会出现卡滞、颠簸导致的物料掉落问题。底盘中部设置的物料拾取机构采用倾斜式导料槽配合夹取辊轴的结构，导料槽的入口端做了大角度倒角扩口处理，能够在机器人行进过程中自动将散落在场地表面的物料导入槽内，无需精准对位即可完成物料收集，大幅降低赛事操作过程中的对位难度；导料槽内侧设置的两组弹性压辊可以根据物料的实际厚度自动调整压紧间隙，对于片状、块状、柱状的不同形态赛事物料都能实现稳定夹持，不会因为行进过程中的振动导致物料从导料槽滑脱。

　　拾取机构后侧设置的物料存储仓采用分层限位设计，能够根据赛事任务要求对不同分值的物料进行分区存放，存储仓的侧部设置可电控开合的卸料挡板，当机器人行驶到指定投放区域时，挡板自动开启，依靠物料自重即可完成快速卸料，无需额外设置复杂的推料机构，有效降低整机结构重量与控制复杂度。整机的上层结构采用框架式安装布局，所有驱动电机、控制模块、供电模块都采用嵌入式安装方式固定在框架的预留安装位上，模块之间预留足够的布线空间与散热间隙，既可以避免赛事过程中碰撞导致的模块移位、线路拉扯，也能方便赛前调试、赛后维护时的模块拆装更换。

　　从设计思路层面，整机结构优先考虑赛事场景下的抗冲击性能，所有外露的结构件都做了圆角过渡处理，避免碰撞过程中出现结构件开裂、锐角刮伤场地或线缆的问题；底盘与上层拾取机构之间采用快拆式连接结构，仅需松开两颗紧固旋钮即可完成上下部分的分离，方便运输过程中的收纳，也能根据不同赛事的任务要求快速更换不同功能的拾取执行端。关于安装边界与外形尺寸，整机的底盘宽度控制在赛事规则允许的最大尺寸范围内，长度方向预留了10%的调整余量，可以根据实际配重需求调整电池模块的安装位置，将整机重心控制在底盘几何中心偏前15mm的位置，保证拾取物料过程中整机不会出现前倾翘边的问题；整机高度在物料拾取机构完全收起的状态下满足赛事起始区的高度限制要求，拾取机构抬升的最大高度适配投放台的最高卸料高度，无需额外设置抬升臂结构即可完成高位置的物料投放。

　　行走轮组的安装位置距离底盘侧边预留了足够的安全距离，即使机器人与场地边界护栏、其他参赛机器人发生侧面碰撞，也不会直接撞击轮组导致轮轴变形、行走偏移。所有电气模块的安装高度都高于底盘上表面20mm以上，即使场地表面存在少量洒落的液体、碎屑，也不会影响电气模块的正常工作。整机的配重经过反复调校，空载状态下四个角的重量差控制在5%以内，带载状态下重量差不超过12%，保证行走过程中两侧驱动轮的附着力一致，不会出现单侧打滑导致的行走路径偏移。结构件之间的连接全部采用标准紧固件，没有特殊定制的异形连接件，赛事过程中如果出现结构件损坏，可以使用通用备件快速更换，无需额外定制加工，大幅提升赛事现场的故障处置效率。