1.方案设计与原理

1. 底盘设计

• 结构框架：
• 尺寸严格遵循竞赛限制，长17.5英寸、宽 17.5 英寸，采用铝合金型材作为核心框架材料。选择理由：铝合金兼具高强度与轻量化特性，能承受投送装置及自身部件的重量，同时减少整体能耗，且加工难度适中，便于切割和组装。
• 驱动系统：
• 电机配置：采用 4 个 11W 功率的 V5 马达电机，呈 “四轮对称分布” 布局，分别驱动 4 个全向轮，实现全向移动功能。
• 传动方式：采用齿轮传动，传动比设定为 1:1。确保机器人在承载重物或复杂场地中仍能稳定移动，同时配合全向轮的灵活性，平衡动力与操控性。
• 车轮参数：配备 4 个全向轮，利用其多方向移动特性，使机器人可实现横向滑动、原地旋转等动作，极大提升狭窄场地内的机动性。
• 控制系统：
• 传感器配置：集成旋转传感器和惯性传感器。旋转传感器实时记录车轮转动圈数，用于精确计算移动距离；惯性传感器（陀螺仪）则监测车身姿态，辅助修正直线行驶时的偏移，避免因地面不平或电机转速差异导致的路线偏差。

2.原型制作与迭代过程

1. V1版本问题与改进：

• 核心问题：初始设计中，齿轮选择了较大尺寸，同时铝条长度不足，导致底盘内部空间严重受限 —— 齿轮与电机、传感器之间出现干涉，无法完成正常组装。
• 改进措施：
• 加长铝条长度，扩展底盘框架内部空间，避免部件相互阻碍；
• 适当减小齿轮尺寸，优化齿轮与周边部件的间隙，确保传动流畅。

2. V2 版本优化：

• 核心问题：V1 改进后，底盘框架因铝条分布稀疏，在快速转向或颠簸场地中出现轻微晃动，结构稳固性不足。
• 改进措施：增加多个横向和纵向铝条，提升整体刚性。优化后，底盘在连续测试中无明显变形，行驶时震动幅度降低。

3. 最终版本参数：

• 尺寸：17.5×17.5 英寸；
• 驱动形式：4 轮全向驱动
• 传感器：旋转传感器、惯性传感器。

4.总结与展望

1. 当前方案优势：

• 4 轮全向驱动结合 11W 电机，在保证足够驱动力的同时，实现了灵活的多方向移动，可快速适应场地变化；
• 铝合金框架经优化后，兼顾轻量化与结构稳定性，满足竞赛中高频操作的强度需求。

2. 待优化方向：

• 电池续航能力需提升：目前持续高强度移动时续航约 10 分钟，计划通过程序微调降低电机平均转速，在小幅降低移速的前提下，延长续航至 12 分钟以上，平衡效率与持久性。

-以下是机器人底盘的CAD图：