本帖最后由 swanglei 于 2018-1-8 21:00 编辑
首先，我先来说下机器人的行驶系统。一套行驶系统，在整个格斗机器人的设计当中尤其重要，可能有人会觉得武器是最重要的，其实并不是，因为我就犯过这样一个天大的错误。在参加铁甲雄心第一季的时候，我设计的机器人太过于在乎武器的攻击力了，导致我完全忽略了行驶系统的重要性，说难听点有点自负了，因此，导致我的机器人设计存在着重大缺陷，后来清醒了之后已经来不及了，十分后悔。所以，我必须叫大家从一个格斗机器人的行驶系统做起。那么说了我的个人醒悟之后，为什么说行驶系统是最重要的呢？其实道理很简单，你的武器攻击能力再强，但是你跑的很慢，行驶不灵活或者说控制的不灵活，还有就是机器人行驶很不稳定，很容易拐外过头，冲过头之类的问题，那你就会错过最佳的攻击时间，说难听点就是在那乱打一通！那么我们想一下，相反，如果你的机器人行驶系统很稳定，几乎可以做到操控和机器人的行驶保持一致，操控随心所欲，也就是我们常说的老司机级别。他绝对不是简简单单的操控厉害，而是在机器人的行驶系统已经调到相当完美的状态，才能有最后如此流畅的操作。当然这里其实涉及到相当多的问题，轮子的摩擦性、电机转速、机器人的灵活性等问题，我后面会陆续给大家详细地进行分析的。最终，机器人的行驶稳定性、灵活性从硬件的角度得到有效的保障之后，才能上升到选手操控的层面，有了充分的经验之后，成为传说中的神操控，才能让你强有力的武器真正发挥它最大攻击力。 说完了行驶系统的重要性，那么我来说明一下行驶系统的构成。这个行驶系统呢，动力来源不用说，肯定是电机，常规的比赛电机都是使用直流有刷电机，不过现在国外的很多选手已经放弃有刷电机，使用无刷电机了，至于为什么？会在我后面的文章来介绍。然而啊，光有电机其实是不能够的，因为直接用电机带动轮子，这个轮子会飞起来的！一般的电机转速很高，有每分钟几千转几万转的。所以我们要给电机配一个减速箱，通过这个减速箱，将我们电机的转速降下来，并且还有一个好处，就是输出轴的输出扭矩增大了很多倍。这时候你就可以用它来带动一个轮子了。那么这个轮子呀，其实也有相当多的说法，其中影响机器人行驶速度的比较重要的参数就是轮子的大小，也就是轮胎的外径问题。这个轮子其实也相当于一个减速箱里面的齿轮，如果这个轮子特别大，那这个机器人又可以起飞了！如果这个轮子稍微小一些，机器人的行驶速度就可以慢下来了。这里啊，我提前给大家分享一个经验吧，在不知道该怎么计算或者选择轮子直径的前提下，直接使用低于电机直径的2倍左右的轮子即可。这个方法比较简单，也容易记。 说完了单独的减速电机和轮子的这部分之后呢，我们来讲一下轮子和电机在整个机器人当中的布局问题。首先，前面我提到的机器人行驶的稳定性和灵活性，其实是互相矛盾的。我先说机器人的稳定性，如果说一个机器人要想稳定行驶，影响最直接的就是轮子的数量，那两个轮子肯定不如四个轮子，四个轮子肯定又不如六个轮子，就是这么简单的道理！紧接着就是机器人的灵活性，六个轮子不如四个轮子，四个轮子肯定又不如两个轮子，怎么感觉在说绕口令！这就是为什么我说，机器人行驶的稳定性和灵活性是互相矛盾的。所以呢，如果说想操控容易些，机器人行驶更稳定，一般的做法是设计成四轮；如果需要机器人更加灵活，转弯半径更小，一般的做法就是设计成两个轮子。那么我也说一下，为什么四个轮子稳定性高？为什么两个轮子灵活性更强？四个轮子吗！四个轮子吗！四个轮子吗！这还需要有什么解释的？不过，四个轮子的设计及零件加工有个小要求，就是四个轮子的着地问题。四个轮子当中，如果有一个轮子不着地悬空，那跟三个轮子有啥区别？这当中主要影响的是电机的固定高度、结构的对称平整度问题。两轮的格斗机器人我要稍微讲一下，他的灵活性是由于，机器人的转向是来自于两个轮子的差速，就像坦克转向一样。它跟四个轮子的转向虽然是一样的，但是在转向的同时，两个轮子的的机器人以两轮的中点为旋转中心进行转向；四个轮子的机器人以四轮相连的对角线交点为旋转中心进行旋转，四个轮子与地面产生摩擦，这个摩擦力的切向力使得机器人旋转，也就是说电机的输出扭矩没有100%的作用于机器人的旋转。说白一点，就是说机器人旋转还要克服四个轮子与地面的摩擦。这就是为什么两个轮子比四个轮子要灵活的根本原因。
接下来就是电机和轮子在机器人当中的布局问题。在考虑布局问题之前，我们先要知道机器人的重心在哪里，然后根据机器人的重心才能知道我们的轮子该在什么位置，如果说两个轮子的机器人，这两个轮子的连线肯定要在重心的附近，因为这两个轮子必须起到充分支撑重心的作用，如果说轮子离重心太远，重量偏向于前后，都会导致影响机器人行驶的灵活性。其次四个轮子的机器人相对来说容易一点，直接分布于机器人重心的前后两侧并且以重心为对称点尽量对称。但是四个轮子前后轮子的间距问题比较重要，前面我们说到，四个轮子的灵活性差，可如果前后轮子的间距减小，也就是前面的轮子比较接近后面的轮子，机器人的灵活性会有很明显的提升。但！前后轮间距太近又有个坏处，就是机器人在行驶的过程当中如果突然急刹车，机器人会有点头效应，也就是说机器人会突然前倾，像喝醉了一样。而且啊，还有另外一个问题就是没有了原来四个轮子的稳定性！所以大家在设计四个轮子的前后轮间距问题时，一定要提前考虑好，选择合适的前后轮间距！同时，两轮的机器人其实同样有点头效应，但是一般我们所说的两轮机器人并不是真的两个轮子，机器人的前面还有个万向轮或者牛眼轮，也有很多人会用耐磨的工程塑料做成的一个球，放在机器人的前面作为机器人前面的支撑，防止点头效应。
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发表于 2018-1-9 10:20
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