FRC赛事竞技机器人框架结构设计

　　这套竞技类移动机器人的结构设计，完全围绕青少年机器人赛事的对抗场景展开，整体采用分层式铝型材框架搭建，底层为行走机构安装基准面，预留了标准的轮组安装孔位与电池舱固定位，孔位排布遵循赛事规则里的尺寸边界要求，整机外轮廓严格控制在赛事规定的围度范围内，避免上场时出现尺寸违规的问题。中层框架预留了功能执行机构的安装空间，图中可见的多组辊轴结构，是为了完成赛事中特定的物料拾取、传递动作设计的，辊轴的安装座采用可调式腰孔设计，现场调试时可以根据物料的实际尺寸快速调整辊间距，不需要重新加工连接件，大幅缩短赛前调试的周期。

　　上层的倾斜挡板结构，是针对赛事里的物料投射、承接需求设计的，挡板的倾斜角度经过反复校核，既可以承接对方场地投射过来的物料，也能作为己方投射机构的导向基准，挡板边缘做了圆弧过渡处理，避免对抗过程中剐蹭对方设备或者赛场设施造成结构损坏。整个框架的连接节点全部采用标准角件配合防松螺栓固定，没有采用焊接结构，一方面是方便参赛队员根据赛事任务的调整快速拆装更换功能模块，另一方面也能在对抗碰撞出现结构变形时，快速替换损坏的单根型材，不需要整体返修框架。行走机构的安装位预留了编码器、限位传感器的走线槽，所有线束都可以隐藏在型材的槽道内部，避免对抗过程中线束被拉扯断裂，也能减少设备运行过程中线束勾挂赛场障碍物的概率。

　　前端的执行机构采用多连杆联动设计，单组动力输入就可以完成拾取、抬升、释放三个连贯动作，减少了驱动电机的使用数量，既降低了整机的重量，也减少了电控系统的控制点位，提升设备运行的稳定性。框架底部的安装板采用镂空设计，在保证结构强度的前提下尽可能降低整机重量，镂空的位置同时作为设备检修的操作口，日常维护时不需要拆解整个上层框架就可以完成底部轮组、线路的检修作业。整套结构的安装边界充分考虑了赛事场地的通行需求，整机宽度适配赛场的通道尺寸，突出的结构件全部做了内收处理，过弯、会车时不会出现卡滞的问题。所有功能模块的安装都采用快拆式设计，不同的赛事任务可以快速更换对应的执行末端，不需要改动主框架的结构，提升了整套设备的场景适配能力。

　　结构设计时充分考虑了对抗场景下的受力需求，主框架的型材壁厚选型经过受力仿真验证，正面碰撞时的受力可以通过角件分散到整个框架结构上，不会出现单根型材受力弯折的问题，关键受力位置的连接螺栓全部采用双螺母防松结构，长时间对抗运行也不会出现连接松动的问题。