优秀技术报告+工程RM战队+哈尔滨工程大学

RoboMasters 2015 全国大学生机器人大赛

技术报告

队伍名称：工程RM战队

指导教师：马忠丽、陈东良、孙海

参赛队员：

顾衍明

黄杰

张亚鹏

陈兴邦

苏勇刚

孙鸿宇

蒋松艳

张永奇

刘烈

范辉文

王振旭

李晗

康义

赵雨佳

郝亮亮

王翔

目录

第一章引言 (5)

第二章机器射手整体方案设计 (6)

2.1 射手的硬件及机械结构 (6)

2.2 射手的底盘控制 (7)

2.3 射手的云台控制 (7)

2.4 射手的发弹机构 (8)

第三章机器炮手整体方案设计 (9)

3.1 机械部分 (9)

3.2 硬件部分 (9)

3.3视觉辅助瞄准系统 (9)

第四章机器哨兵整体方案设计 (10)

3.1 机械部分 (10)

3.2 硬件部分 (10)

3.3发挥部分 (10)

第五章总结与感受 (11)

参考文献 (11)

附录 (12)

比赛场地

射手炮手哨兵

第一章引言

RoboMasters 是一项全新的机器人超级对抗赛。参赛队伍通过自行设计制造多种机器

人进行射击对抗，完成指定任务，由比赛裁判系统判定比赛胜负。

参赛机器人包括可以发射“弹丸”的手动机器人以及能够完成一定任务的自动机器人。参赛队员需要遥控手动机器人在复杂的场地中移动并发射“弹丸”，攻击对方机器人和基

地以取得胜利。自动机器人将在比赛中自动完成指定任务。

比赛采用红、蓝双方对抗的形式，每场比赛采用多局制，每局限时5 分钟。

双方分为机器射手、机器步兵、机器炮手与机器哨兵，在比赛过程中扮演着不同的角

色与发挥着各自的独特作用。

本报告主要以“射手”、“炮手”、“哨兵”三个为主体展开阐述，包括但不限于下

列几方面：制作顺序流程、制作注意事项、制作原材料、元器件选择、制作整体思路等。

第二章机器射手整体方案设计射手在比赛中发挥中重要作用，很多战队视射手为在比赛中最关键的机器人，射手强，则队强，诚如是。

射手系统结构图

2.1 射手的硬件及机械结构

射手主要由全向轮底盘、两轴云台、发射机构、图传模块、车载监控装置组成。因图

传模块、车载监控装置由官方提供，因此团队对射手制作的整体流程规划为：

以上过程为我们制作射手在机械与硬件方面的一个总体时间流程，我们的机械与硬件

是同时进行的。

通过团队的总结，觉得在机械与硬件方面以下几点极为需要注意：

●制作机械与硬件的队员在设计制作前一定要沟通好，沟通好了事半功倍。

●在设计底盘过程中并不是说一次性就能够满足相关要求，往往是需要反复修改与

设计的，可以先用一些价格较为适宜的材料才进行初步制作，能够大大节约成本

●由于车子线路很多，所以电线一定要布局规整，并做好保护

●一些裸露出来的电路板最好能够加上绝缘保护以提高安全性

2.2 射手的底盘控制

射手底盘电机选用的是：RM35电机

射手轮子选用的是：麦克纳姆轮

射手底盘材料选用的是:电木板

RM35电机麦克纳姆轮2.3 射手的云台控制

射手云台电机选用的是：6025电机

射手云台支撑架选用的是:尼龙材料

6025电机尼龙材料

在设计之初，我们采用的是双轴云台方案，后来发现双轴云台起到的效果并不是很明显，就改为了Pitch单轴云台，将Yaw轴直接锁死，这样子大大降低了机械与程序调试的负担。

同时，我们在云台控制板上加入了陀螺仪与加速度计，我们使用的是现成的串口6轴加速度计/陀螺MPU6050模块，它能够直接输出当前的姿态等信息量，这样子大大的减轻了程序员与云台主控进行姿态解算的负担，可以用云台主控干更多的事情。

2.4 射手的发弹机构

射手拨弹电机选用的是：瑞士ESCAP 16空心杯直流减速电机

射手摩擦轮电机选用的是：朗宇无刷电机（KV值：1250）

朗宇无刷电机瑞士ESCAP 16空心杯直流减速电机经过团队讨论，选用了一种简单可行的出弹装置——摩擦轮方案。在制作过程中，

需要注意以下几点：

●摩擦轮转动应尽可能的减小振动以减小对云台的干扰

●在保证了摩擦轮稳定的同时应该适当提升摩擦轮的威力以增大BB弹的射程

●拨弹一定要流畅，尽可能的减少卡弹现象的发生

为此，我们在制作过程中，在保证了尽可能的减小摩擦轮的振动时，也不断地提高了

摩擦轮的威力，如增大摩擦轮转速、增大摩擦轮半径。但是在增大摩擦轮转速的时候往往

会出现硅胶圈（本队选用的硅胶圈）松动、扩大的问题，这时需要选用强力的硅胶粘合剂

与对硅胶圈做特殊固定以加强硅胶圈与无刷电机的粘合度。

摩擦轮改进好了，如果说拨弹出现问题，那么前面的东西做的再好也是功亏一篑。为

此，拨弹部分一定要设计的很稳定，在拨弹电机方面，我们一开始选用的是普通的直流减

速电机，开环控制拨弹，发现效果并不是很好。后来改为了带编码器的直流减速电机，能

够准确的控制每一发子弹发射，性能提高了很多。

第三章机器炮手整体方案设计

3.1 机械部分

炮手大部分机械基本与射手相同，主要不同点在于云台俯仰机械部分。对于炮手，由

于发射的是高尔夫球，子弹大大地变大了，因此发射结构（主要是摩擦轮直径变大）也随

之相应的变大了，经过测试，6025云台电机并不是很好的满足大发射结构的要求。考虑到

炮手较重，动作较步兵与射手没那么敏捷，我们选用了一种简单易行的方案。用电推杆组

成的结构来控制炮手的俯仰。虽然电推杆控制的炮手俯仰变化缓慢了，但是其稳定性与简

易性基本能够满足比赛要求，同时也给后续的硬件电路搭建与程序调试提供了很大的便利。

电推杆

3.2 硬件部分

炮手硬件部分基本与射手完全相同，这里不再累赘。

3.3 视觉辅助瞄准系统

视觉部分主要利用的原理是颜色识别与特征识别，通过工控板处理后传送信息给炮手主控，然后实现自动瞄准射击。

工控板实物图提取图