FRC竞赛用BamBam竞技机器人结构设计

　　该竞技机器人面向青少年工程技术对抗赛事场景开发，核心用途是在限定场地内完成指定的竞技任务，包括物料拾取、投射、场地障碍穿越、对抗防守等动作，整体结构围绕赛事规则的边界要求做了多轮迭代优化。从结构布局来看，整机采用框式铝合金焊接主框架作为承载基体，框架型材选型兼顾轻量化与抗冲击性能，在对抗碰撞场景下可有效分散冲击载荷，避免关键传动部件受冲击错位。底盘部分采用四轮差速驱动布局，轮组选用高摩擦系数的橡胶包覆轮，适配赛事场地的防滑地胶材质，轮系安装座设计有可调节张紧结构，可根据场地摩擦系数变化调整轮组预紧力，减少传动打滑概率。

　　上部作业机构采用多自由度机械臂搭配末端执行器的组合方案，机械臂的关节传动采用同步带加行星减速的结构，在保证传动精度的同时，可承受末端拾取物料时的偏载冲击，末端执行器设计为可快换结构，可根据不同赛事任务快速更换夹爪、投射机构等不同作业端头，无需拆解主传动链路。电气元件的安装布局做了分层规划，底层框架预留电池、主控制器的安装位，安装位设计有减震胶垫，可抵消机器人移动、碰撞时产生的振动，避免电气元件接插件松脱；上层框架预留传感器安装接口，可根据任务需求加装视觉识别模块、距离传感器等检测元件，走线全部采用内嵌式线槽布置，避免运动过程中线路拉扯、剐蹭场地障碍。

　　整机的外形尺寸严格贴合赛事规则的边界限制，初始状态下的外轮廓无突出尖锐结构，所有外露棱边都做了圆角包边处理，既符合赛事安全要求，也能减少碰撞时的应力集中。传动系统的动力传递路径做了冗余设计，单侧轮组的动力传递可在单条同步带失效时维持基础移动能力，避免赛事过程中出现单点故障直接丧失行动能力。机械臂的运动行程做了硬限位设计，在关节极限位置安装有缓冲阻尼块，避免关节超程造成的结构件变形，同时限位位置可根据不同任务的作业范围做小幅调整，适配不同的作业高度需求。

　　整机的重心经过多轮配平调整，电池等大重量部件尽量布置在底盘中心低位，降低整机重心高度，在急停、转向、碰撞时可减少侧翻风险，上部作业机构的重量尽量靠近主框架中心轴线，减少悬臂结构带来的偏载力矩。维护性设计上，所有外部覆盖板都采用快拆螺丝固定，无需专用工具即可快速打开覆盖板检修内部传动、电气部件，易损件如轮组包覆层、同步带等都设计为可快速更换的结构，可在赛事中场休息的短时间内完成易损件替换。结构强度校核阶段，针对碰撞受力较大的框架连接位置做了局部加强，采用角件加焊接的双重固定方式，连接位置的应力集中区域做了倒角过渡处理，避免长期交变载荷下出现疲劳裂纹。