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　　在恩智浦杯第14届室内对弈组中表现优秀的四支队伍有：北华大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、华南理工大学，本文针对这四支队伍的车模机械结构进行了分析和比较。由于本博客没有插入视频的js权限，为方便读者在阅读本文时对照比赛录像，这四支队伍的比赛录像已上传至bilibili: https://www.bilibili.com/video/av84267457/

　　目录：

• 北华大学
• 哈尔滨工业大学
• 华中科技大学
• 华南理工大学
• 总结

北华大学

       车模为无悬挂的麦克纳姆轮全向移动平台，采用铝型材搭建方形车框，轮胎使用的应该是大疆ROBOMASTER出厂的152mm麦克纳姆轮，电机不明，有类似于MD36配套的红色尼龙联轴器，从照片看隐约推断是MD36。轮胎与电机联接采用法兰盘加尼龙联轴器，缓冲电机负载。

　　底板位于车框下方贴近地面，用于载放电池和主板等，材料为有机玻璃。这种设计最大很大程度上降低了车辆的重心，减少车辆急启急停的摆动。[姑且称之为]桅杆固定在中间横向摆放的型材上，并在一侧使用另一根型材做三角形支撑，型材之间的连接为钢制外角件。

　　棋子抓取机构使用的5个12V电磁铁，总吸力为195kg，没有推拉机构；障碍抓取使用两边各一个电磁铁，吸力为15kg，这种结构节约了大量移动棋子的时间。电源部分应该是双电源供电，从图片来看至少使用了四块电池，其中两块用于驱动电机，另外两块用于驱动电磁铁。。

       预赛表现中，此平台机动性能不错，爆发力和最高移动速度均属中等水平，但有超调的现象，而且平移过程中车体轻微摆动，停车位置不准需要时间纠正，可能和地面的摩擦力不够。不过即使是在需要大约10秒钟预扫描的情况下，预赛的最终成绩仍达到了35秒。

　　决赛表现中，此车对弈算法十分健壮，出现的失误极少，可以参考北华vs华科那一场比赛。

正面 两块电池用于电磁铁

侧面，可以看到是大疆ROBOMASTER麦克纳姆轮

俯视 两块动力电池

棋子抓取机构是五个电磁铁

哈尔滨工业大学

       车模偏重，车框为方形车框，中间有若干横杆用于加固支撑，车框平面高于轮胎，下方为四轮独立悬挂，使用尼龙联轴器联接152mm大疆麦克纳姆轮，车轮相对竖直面略微倾斜，呈“内八字”形。

　　底板与车框处于同一平面，材料为有机玻璃，用于载放电源和主板等。这种底盘设计使得重心偏高，悬挂有消除高频振动的功能，却又增加了低频晃动，对图像获取可能不太友好，可能是悬挂偏软。针对图像抖动问题，他们使用数字低通/限幅滤波器过滤偏移量过大的坐标、采取两套图像定位方式进行互补滤波，另外降低了摄像头的高度。

　　电机据称是减速比27的MD36。抓取机构为一大两小电磁铁，大磁铁配合电推杆用于吸取棋子，小磁铁无推杆用于吸取障碍。巨大的推杆行程导致车体下方留有接近10cm的空间，重心偏高。

       从预赛表现上看，此车机动性能很好，启停很快，匀速移动速度中等，抓取机构停顿很少，完成非常快。控制上比较顺滑，平移时车体摆动很小，定位准确，几乎没有超调的现象，预赛成绩是23秒。

　　决赛中失误较多，有些让人匪夷所思的走法。

 正面

独立悬挂结构

底部，可以看到是MD36电机和大疆轮胎

 华中科技大学

       车模采用多层板结构，底板为5mm环氧板，其余板较薄，板与板间为铝型材固定形成笼状结构，型材与型材之间用环氧板做连接件，整车尺寸长宽高490*490*990mm，重量12kg，整车轻盈，但环氧板稍显脆弱。动力采用大疆RM35电机、ROBOMASTER麦克纳姆轮，连接方式为法兰直接连接，电机固定使用钢制“L”形钣金件，再在电机尾部用环氧板加强。

　　棋子抓取机构是一个由直线电机推拉的圆盘，圆盘上有三个电磁铁吸取棋子和三个轻触开关防止过动作。障碍放置机构为两个电磁铁，安装在车体一侧，并有限位措施，确保落点准确。电源只有一个24V的大型聚合物锂电池，安装于车体右侧。

       预赛中，可以看出此车移动迅捷，即使在需要一次入场扫描的情况下，也取得了预赛24秒的成绩。此车启停并不很快，而最高速度较快，可能是RM35扭矩不够。控制上定位准确，略有超调。决赛中同样表现优异，能应对复杂棋局。

侧面1侧面障碍放置机构

侧面2 复杂的笼式结构

俯视

抓取机构：三个电磁铁配合三个轻触开关来防止过动作

大疆RM35电机法兰直接连接到ROBOMASTER麦克纳姆轮

 华南理工大学

       车模应该是成品平台，碳纤底板前后各贴合一根铝条，应当是加强作用。麦轮152mm，搭配行星减速电机，电机与轮胎为直接法兰连接，电机与底板连接为CNC加工铝件。电气元件分布在底板上。桅杆为三脚架形，顶部垂直分叉，比较稳定。

　　棋子抓取采用一个电推杠加上一个电磁铁的结构，没有反馈，在赛场上好像吸力还不够，无法抓起整个棋子，而经常半边在地上拖行，这是比较危险的。障碍放置机构比较复杂，大概是一个步进电机带动齿轮传动的导轨，可以同时实现四个障碍的摆放，实际在赛场上没有达到很准确的放置，可能和车体位置不准有关。由于照片较少，这部分且不展开。

       车体结构本身应该是没有太大问题的。但从预赛的表现上来看，车辆移动速度和启停都还有提高的空间，控制上精度不够，需要来回多次调整。最终预赛成绩是38秒。最大的问题出在使用的电机上，减速箱回差超乎寻常的大，从录像也可以听到调整时有很大的撞齿的声音，这导致控制非常不准确，有时来回调整也无法摆正车体，甚至卡死。但总体来说，即使问题存在，而且是在需要较长时间的预扫描的前提下，这个最终成绩依然可观，说明控制算法是比较健壮的。决赛出现失误较多，当然许多队伍也还没有做好。

比赛截图

十字摄像头支架

抓取机构：单个磁铁加电推杆

 总结

　　第十四届比赛的规则以完赛时间作为考量标准，这个前提决定了车模硬件方面要朝着更快、更好、更稳的方向努力。

1.  整车结构上，无悬挂的四麦克纳姆轮平台简单、稳定，所以仍然是主流设计，其中北华大学的设计很好的降低了整车重心，提高车体稳定性。底盘可以采用铝型材、碳纤维板或者环氧树脂板，没有使用钣金底盘的队伍；桅杆可以采用铝型材、碳纤管或者不锈钢管，固定件视材料而定。                                

2.  电机使用上，行星减速电机是主流选择。MD36系列的电机配套铝制电机支架、法兰和尼龙联轴器，使用方便；其中北华大学和哈尔滨工业大学依据车模重量选择了不同减速比的MD36电机，表现都十分不错；华中科技大学使用了大疆出厂的RM35电机，这款电机的特点是高转速、回程差小；华南理工大学的电机出现问题，回程差超乎寻常的大。

3.  麦克纳姆轮的选择上，北华大学、哈尔滨工业大学和华中科技大学均使用了大疆ROBOMASTER的产品。

4.  棋子拾放机构上，四校都使用了电磁铁方案，区别在于磁铁数量的多寡、带与不带推杆、有无位置传感器上，综合来看北华大学的五磁铁无推杆方案最为优秀。障碍放置机构的主流设计是单磁铁，华南理工大学队伍的四爪机构在实际操作过程中不是很稳定。

　　在设计车模的时候，要根据比赛的要求，适当选取零部件，借鉴优秀设计，优化车体结构，可以减少后续许多不必要的麻烦。

参考文献：

[1]14届优秀队伍技术报告    提取码：dcvt