机械技术报告-西安交大-笃行战队amp;amp;思远战队.pdf

西安交通大学-笃行战队思远战队 RoboMasters 技术报告——机械部分 2015.07 目 录 前言3 一、机械射手3 1.底盘3 2.云台5 3.补给站8 二、机械炮手9 1.设计目标9 2.设计创新点9 3.最终参数 11 三、机器人哨兵 11 1.设计参数 11 2.设计原理 11 3.机械实现 12 4 最终参数 14 前言 本报告根据RoboMasters2015 全国机器人大赛中西安交通大学笃行战队、思远战队战车 撰写。两队协同管理，使用技术相近，本文将机械部分合并，电路部分则简述了两队各自的 方案。感谢主办方一直以来的支持，恳请批评指正。 RoboMasters 大赛强调对抗和协调配合，要求战车在高速运动中具备极强的稳定性和抗 击打能力。因此，战队设计战车的整体思路为提高车辆刚度、强度，调整车辆重心，并保证 各机构间的协调。战车基于官方提供的丰富开源资料设计，本文主要叙述战车设计的一些创 新点和独特思路。 一、机械射手 1.底盘 射手底盘以方铝型材为骨架，两侧及中部以不锈钢板为主要受力部件，辅以前后底层的 碳纤维板链接全向轮，具有较高的刚度。 前后不锈钢板与碳纤维板之间设有五个铝合金支撑件，采用面接触方式让上下两次板件 的受力更加均匀，防止碳纤维板单独受力发生疲劳脆断，同时提高了车身前后部刚度。车身 前后添加防撞杆，防撞杆通过铝合金支撑将撞击力均匀传递给车身，为战车提供了较好的保 护。 开源提供的悬挂所使用的弹簧刚度较差，在战车急停急启时压缩量过大，造成了车身的 不稳定。此外，该悬挂原始长度较长，安装后车轮与地面不能垂直接触，造成了战车动力性 的损失。本队将官方的95mm 悬挂改为90mm 悬挂，同时将弹簧线径增加为原来的1.5 倍， 使战车启动时运行更加平稳，同时保证了一定的弹簧压缩量，兼具了悬挂的缓冲效果。 采用手拧螺栓从外部实现战车底盘与车壳的链接，方便拆卸和零件更换。 裁判系统与底盘间加装支撑件，使裁判系统高度取足设计上限，为云台设计提供了更大 空间，同时提供了更宽阔的视野。 2.云台 在原有开源资料的基础上，将射手云台进行了一定的改进，改进的主要部件有：弹夹、 拨弹装置、摩擦轮组件、防卡弹装置、云台上层板等。下面分别对其设计进行说明。 1）弹夹 上图所示本队改进后弹夹结构的三维模型图。为实现射手在比赛中多次装弹的功能，弹 夹的上盖应能够自动掀开。在本设计中采用舵机，在进行装弹时将弹夹上盖打开，装弹完成 后关闭上盖。为方便射手操作手观测弹夹中的存弹量，上盖材料采用透明的亚克力板。弹夹 的其他部分通过钣金加工完成。 弹舱后侧体积较大，前部体积较小，中间以斜面过度，保证储弹量的同时尽量减小拨弹 电机上方弹药质量，提高供弹的可靠性。 整车主控安装在弹舱底部的封闭空间内，更有利主控远离电磁干扰源，并提供宽阔空间， 便于实现机器人间的通讯，同时，将集成的陀螺仪芯片置于主控后，仅用一块主控芯片即可 实现整车控制。 2 ）拨弹装置 官方开源模型中存在一处固有的卡弹点，导致拨弹电机在闭环控制时极易产生卡弹的现 象，因此增加了具有圆滑曲面的辅助压板，让子弹在运动过程中避免与多个零件触碰形成过 球心的锐角三角形 （就是卡弹点），如下图所示。 3 ）摩擦轮组件 本射手发射装置采用双级摩擦轮机构，如前文所示。二级摩擦轮可以避免连续发射子弹 造成的电机速度衰减（导致子弹威力减小），同时增加了战车威力。第二级摩擦轮设计如下 图所示。 图4 该组件分为上下两部分，通过多层配合以期达到同心效果，减少发射振动。另外，在电 机连接面增加突起，通过将摩擦轮镶嵌在电机中提高传动效率，避免了2112 电机急停急启 时紧固螺母松动的现象。 4 ）预备发射装置 在发射子弹时，应先提高摩擦轮的速度，否则，摩擦轮速度较低时就拨动子弹，会导致 卡弹。因此设计了下图所示发射预备装置，其主要功能是在摩擦轮提速前，将子弹限位，避 免子弹滚入发射管道形成卡弹，也为实现发射子弹的闭环控制提供了条件。 5 ）云