中供弹过洞舵轮英雄机械方案
香港科技大学 ENTERPRIZE
本人是大一小登，对机械设计了解不足，画图全靠经验主义，请各位大佬见谅。
1.设计综述
1.1 技术指标
ENTERPRIZE 2025英雄机器人被认为需要满足以下设计需求：
1. 15m-16m稳定命中对方基地顶部和底部大装甲板
2. 7m-8m 稳定命中对方前哨旋转小装甲板
3. 轻量化
4. 解耦底盘和弹舱，实现更快的小陀螺
5. 快速通过狗洞
6. 高速移动
8. 90发弹舱
9. 对地面兵种攻击能力
1.2 基础数据
名称 | 参数 |
裸车重量 | 26kg |
尺寸（长*宽*高） | 521mm*500mm*420mm |
发射机构 | 四摩擦轮发射机构 |
俯仰角 | -18度至+45度 |
供弹方式 | 中心供弹 |
弹舱容量 | 90发 |
底盘驱动方式 | 3508舵轮组 |
悬挂方式 | 舵上悬挂 |
1.3 执行器
名称 | 用途 | 数量 |
M3508转子 | 舵轮驱动 | 4 |
M3508转子 | 舵轮转向 | 4 |
MG8016 | Yaw轴驱动 | 1 |
M3508 | 供弹驱动 | 1 |
DM4310 | Pitch轴驱动 | 1 |
M3508转子 | 摩擦轮驱动 | 4 |
M2006 | 图传抬升 | 1 |
M2006 | 准镜部署 | 1 |
2. 设计详述
ENTERPRIZE 2025英雄机器人采用中供弹与单Yaw轴设计。该构型的主要挑战在于空间管理。受过洞需求影响，各模块需合理布局并高度耦合，以最大化车体空间利用率，同时确保结构具备良好的可维护性。
2.1 底盘设计
2.1.1 车架
针对本车对地形跨越性能（如下二级台阶、飞坡）的需求，车架采用20mm×40mm、壁厚1mm的7075铝方管进行榫卯结构设计，并辅以低填充3D打印内衬和玻纤板进行加固，提升整体强度与结构稳定性。
整体车架设计需兼顾大Yaw轴系、舵轮轮组及云台转动区域的空间需求。为提高空间利用率，将功能模块与装甲板进行一体化固定，有效缩减所占空间。
2.1.2 大Yaw轴系
受过洞高度限制影响，本构型需尽量压缩Yaw轴高度，为弹舱及上部结构预留充足空间。同时，考虑到云台载弹带来的高惯量，Yaw轴系设计需具备足够的鲁棒性，以适应极端工况并确保吊射时机械结构的一致性。
整体轴系由交叉滚子轴承、5M同步轮及嵌套滑环组成。采用中空滑环嵌套小滑环的结构，有效压缩了Yaw转轴高度至33.4mm，使其可与车架铝方管齐平，极大节省了上部空间。
Yaw轴电机选用MG8016关节电机，以满足云台高转动惯量下的驱动力及响应速度需求。MG8016大扭矩在高负载转动时曾导致同步轮轴系产生较大偏转扭矩，此问题通过采用全CNC轴系结构得以有效解决。
同步带涨紧结构采用双边MGN12滑轨及两根M4螺丝，通过对电机轴系进行相向拉拽，实现高效涨紧。该设计便于快速检查与调整涨紧状态，同时也提升了大Yaw轴系的维护便利性。
2.1.3 悬挂系统 & M3508舵轮组
2025赛季ENTERPRIZE全队采用通用舵轮结构。与传统的6020舵轮不同，本队选用M3508转子作为转向驱动电机，实现了舵轮轮组的轻量化，并有效降低了单个轮组的成本。本构型采用舵上悬挂，滑动结构采用两根MGN7H导轨。
设计方案可以参考https://bbs.robomaster.com/article/760969（【RM2025-面向铨洲智造设计的减速箱，全CNC舵轮组图纸开源】香港科技大学ENTERPRIZE战队）[2]
2.2 云台设计
这个构型看着像马桶，看完就回不去了
2.2.1 整体结构
云台整体采用了八边形榫卯结构，以在最大程度保证内部空间的前提下确保结构刚性，使得云台可以承受住比赛中的巨量冲击。
供弹方式采用中心供弹和鹅颈链路，最大程度保留弹舱空间。
2.2.2 中心供弹&鹅颈
为适配云台空间，本方案尽量缩小了供弹系统，使其只有接近200mm的直径。本方案主要参考【RM2021-中心供弹英雄机械开源】北京理工大学的开源[1]，并在其基础上进行了重构。主要方向是简化系统设计（去除了三明治轴承座结构），轻量化以及小型化。
2.2.3 pitch重力补偿方案
由于空间的限制，本构型无法使用前后平衡和广工的弹簧平衡，故开发了一种新的平衡方式。主要思路是运用一根无阻尼的气弹簧，对pitch重力进行补偿，在经过调试后可以达到完美补偿的程度。同时将补偿结构和UWB连杆融合，节省空间。
效果展示
通讯信息
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致谢
感谢2025赛季ENTERPRIZE战队上下对英雄组的大力支持。
感谢2025赛季ENTERPRIZE英雄组的所有成员：感谢CSH，WHJ在嵌入式方面的贡献，感谢YJY在自瞄算法上的贡献。
感谢ZTR，京✌，HTL，狗叫哥在设计上给我带来的启发。
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