IEEE竞赛用球类收集射击轮式移动装置

　　这款轮式移动装置主要面向工程类学科竞赛场景设计，核心功能是完成直径10厘米左右球体的拾取、存储与定向发射，整体框架采用5毫米厚中密度纤维板经CNC切割加工成型，板材拼接处预留定位卡槽与紧固件安装位，无需复杂粘接工艺即可完成整机组装，适合竞赛场景下的快速迭代与现场调试。从结构布局来看，装置采用六轮独立驱动构型，左右两侧各布置三个带深花纹橡胶胎面的行走轮，轮组通过立式电机座直接固定在底盘板材上，每个轮组对应独立的驱动单元，可实现差速转向、原地回转等灵活移动动作，能够适应竞赛场地内的平整硬质地面、小幅坡度以及接缝障碍，行走轮的轮距与轴距经过反复调校，在保证转弯灵活性的同时，避免急停、急转时出现侧翻风险。

　　装置中部设置球形存储舱，舱体采用圆弧过渡的曲面围挡结构，刚好匹配目标球体的外形轮廓，可同时容纳多枚待发射球体，存储舱前端衔接拾取导向结构，当装置行进至球体位置时，导向板会将球体导入舱内，无需额外抬升机构即可完成收集动作，大幅降低了结构复杂度与控制难度。存储舱后侧连接发射机构，发射通道采用倾斜式布局，通过弹性蓄能组件将球体沿通道加速推出，发射角度可通过后侧立板上的调节槽进行小范围调整，适配不同距离的投射需求，发射触发机构与行走控制系统独立布线，避免信号干扰导致的误动作。装置上层设置分层置物平台，可放置控制主板、电池组、传感模块等电子元器件，平台与下方存储舱之间预留足够的走线空间，所有线束均可沿板材内侧的走线槽布置，避免移动过程中线束与轮组、球体发生干涉。后侧立板上预留多组铰链安装位，可根据竞赛需求加装拍摄支架、传感拓展板等外接组件，立板表面的镂空标识区域同时起到减重作用，整机组装完成后整体高度控制在220毫米以内，长度不超过400毫米，宽度控制在300毫米范围内，完全符合多数工程类竞赛对装置外形尺寸的边界要求。

　　从设计思路上看，这款装置没有采用复杂的金属加工结构，全部结构件均可通过平面切割完成，加工成本低、制作周期短，非常适合学生竞赛团队的加工条件，所有连接位均采用标准化紧固件，拆解后可平板化收纳，方便运输与现场维护。轮组的安装位置经过重心匹配计算，整机组装完成后重心落在前后轮组的中心区域，即使存储舱满载球体，重心偏移量也控制在稳定阈值内，不会出现爬坡抬头、转向倾翻的问题。发射机构的蓄能力度可通过调节弹簧预紧量进行调整，配合不同的发射角度，可覆盖1米到5米范围内的投射距离，满足多数竞赛场景的得分需求。

　　拾取导向板的离地间隙控制在5毫米以内，既可以顺利将球体导入舱内，又不会因为间隙过小刮蹭场地地面，导向板前端做了大圆角过渡处理，避免行进过程中卡入场地缝隙。上层置物平台的边缘设置挡边，可防止设备移动过程中电子元器件滑落，平台上预留多组不同规格的安装孔位，可兼容主流的开源控制板、驱动模块以及视觉传感组件，用户可根据自身的控制方案灵活选择安装位置。在实际竞赛应用中，这款装置可通过加装视觉模块实现球体的自动识别与定位，配合预设的行走路径自动完成收集与射击动作，也可通过人工遥控完成操作，结构本身的拓展性能够适配不同赛题的规则调整。板材拼接处的定位卡槽设计，可保证组装时的位置精度，即使没有专业工装，也能将轮组的同轴度误差控制在允许范围内，避免行走时出现跑偏、啃轮等问题。所有运动部件均做了间隙预留，不会因为板材的温湿度变形出现卡滞，存储舱内的球体限位结构可保证装置在剧烈移动时球体不会随意滚落，只有触发发射动作时才会沿通道送出。