【RM2019-北京科技大学-英雄大陀螺机械开源文档 弹道测式】
guyifan
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2019-08-20
北京科技大学Reborn战队英雄大陀螺整车机械开源文档主要内容如下：
目录
l 图纸及视频格式说明
l 文件内容说明
l 机械技术说明文档
l 效果展示
l 图纸设计树
l 图纸内容
一、 图纸及视频格式说明
1.提供的三维图纸为英雄大陀螺整车机械图纸，格式为step。
2.二维图纸为整车效果图、部分机构效果图、零件加工图纸及照片，格式为dxf、jpg。
3.效果展示视频为实物拍摄，主要展示弹道稳定性，格式为mp4。
二、文件内容说明
1.本文文档为北京科技大学Reborn战队英雄大陀螺整车的机械图纸及机械技术开源。
2. 作品仅用于技术交流，未经作者允许，不得作任何商业用途，也不得转载至任何公共空间。本作品的声明以及修改权，保护作品完整权以及最终解释权归北京科技大学Reborn战队所有。
三、机械技术说明文档
1.北科是2019赛季英雄单项赛冠军，大枪管的射击准确率是很高的（7m打击范围几乎都在一块装甲板之内），弹道很稳(划重点！！！！)，开源图纸中包含整个大云台的机械部分，可以供大家参考（外界因素对弹道稳定性有影响的有很多，没有影响的也不少，所以图纸仅供大家参考），会附上摩擦轮的加工图纸（CAD图纸的dxf格式）供大家参考，另外，整车上加工件的加工图纸（CAD图纸的dxf格式）中能找到的都会放在开源文件中供大家参考（因为贫穷，加工件用的很少）。
给大家列举一下影响大弹丸弹道稳定性的因素；
1）摩擦轮硬度：摩擦轮的硬度一般影响弹速，单一变量下（其余条件很合适）摩擦轮越软弹速越低，到达一个合适的硬度效果最好，硬度再高则可能无法射出或影响弹道，推荐摩擦轮硬度为邵氏硬度60A
2）摩擦轮间距：大摩擦轮推荐选择较大的摩擦轮，推荐56mm~72mm左右，这版车选择的是72mmU型摩擦轮，摩擦轮间距约38mm（弧形不能控制所有距离）。当此间距不能达到射速要求时，可以适当减小或增大间距，间距越小射速越快。
3）摩擦轮电机种类：实测当发射同一颗弹丸时，如果能保证左右弹道不偏，那么摩擦轮电机转速则会是影响的关键，在转速增加或减少5rpm情况下，弹速会增减0.5m/s左右，所以保证转速稳定是远距离弹丸能不能命中的关键。
4）摩擦轮温度：这是一个很难控制的量，测试中电机转速为230rpm，72mm60A聚氨酯U型摩擦轮（下图图纸），电机轴心距108mm，保证每颗弹的进入摩擦轮的速度大致相同，在25°C空调屋中，开机时为13.5m/s左右，4分钟后为16.0m/s左右，8分钟后为16.6m/s左右，达到稳定，此时需要将摩擦轮转速调低5rpm，可以使射速保持在16.1左右。（摩擦轮电机越转约热，发弹也会发热，6~8分钟温度几乎保持稳定，发弹射速大体稳定，同样适用小弹丸发射机构）目前的解决办法是添加一个射速微调键。（无需远程吊射的队伍射速影响较小）非常希望有队伍可以提供受温度影响较小的耐磨橡胶
5）拨轮种类：摩擦轮或拨叉都有各自的优缺点。摩擦轮很难保证进弹的初速度，所以需要发出一颗弹丸后保证摩擦轮反转，使每一颗弹丸都在同一个位置开始启动，同一个速度进入摩擦轮。拨叉则容易在转动时卡住，同时体积较大，云台不易配平，所以在找好逻辑的基础上，推荐较软的摩擦轮。
6）摩擦轮中心位置和落弹影响：在低射频情况下影响较小，在高射频情况下影响较大，中心位置如果能在p轴转轴中心处，可以很好的减少后坐力的影响，保证打出一颗弹，云台可以更快的回正，落弹（下供弹请无视）时弹丸下坠的冲力会影响云台的稳定，这一点很难消除，所以推荐做下供弹。
7）枪管、摩擦轮和拨轮的相对位置：自由滚动为此处第一影响，尽量保证大弹丸出拨轮就立刻进入摩擦轮，同时这里不得不提U型轮的好处，可以使弹丸与枪管管壁分离，减少与枪管的摩擦，增加弹丸稳定性。推荐U型槽的中心在枪管中心偏下一点又在弹丸中心偏上一点，枪管推荐44mm铝合金枪管，下赛季更推荐没有枪管，手动滑稽20m顶点打靶全中。
8）测试时弹丸的影响：不要忽略弹丸的影响！不要忽略弹丸的影响！不要忽略弹丸的影响！有时候不是机构不可以，是弹丸损坏太严重导致大弹丸上下左右飘，曾经用1颗同样的弹丸12m定点打靶5次，几乎在一个点上（摩擦轮开了很久，弹速已经稳定），但是用5颗不同的弹丸12m散度就超出了1快装甲板。测试时一定保证控制单一弹丸变量。
2.北科的英雄是从分区赛开始做大陀螺的几家之一，很值得借鉴的应该是创新的思路和想法。
3.整车的供弹方法是上供弹（电控用对管控制枪管后3D打印件中的弹丸数量，使云台始终保持相同的平衡的状态，再让小拨盘对每一颗进摩擦轮之前的弹丸的推力都相同，大弹丸被推进摩擦轮的力的大小对弹道稳定性影响很大），不同于步兵，英雄发射的大弹丸体积较大、质量较重，对于我们车来说下供弹带来的优点显然不足以弥补其带来的质量增加引来的劣势，所以英雄开始没有考虑下供弹，当整车完成以后，车的重心比较低，大概离地面200mm左右，带动大陀螺转动的6020电机也并不算特别吃力，云台的配平上和供弹方式关系不大，整车加上裁判系统的质量是26.5KG可以说是非常的轻,优点很多，缺点不明显，所以英雄就一直保留着上供弹的方案。
4. 图纸上画出的弹仓是除塑料网之外的铝架及固定部分，图纸上没有标明用塑料网搭成的部分，主要原因是塑料网灵活性比较高，搭的时候可以随心所欲，综合考虑走线和对弹丸的导向作用等因素，优先级放在最靠后就可以。弹仓上的挡板上只要再增加一排轴承，就可以在极大程度上减少卡弹的问题，图上只画了一层挡板，应用在车上的机构是两层挡板中间夹轴承（轴承也可以用3D打印件固定），而且轴承只需要加在会卡弹的一边就好（轴承外径最好不要超过30mm,），再配合电控的小角度回转的程序，几乎不卡弹。
5.整车的设计思路主要是在保证大陀螺和弹道稳定的基础上，尽量做轻做小，以保证灵活性，综合战术分析以后，确定了不加小弹丸发射机构的整体方案，缺陷也是在这里，这样英雄很依靠工程车的取弹能力，工程车取不到弹，英雄没有任何输出，其实如果资金允许，可以做两版车，根据不同战术选择不同的车。
6.整车做上供弹固然优点很多，但是如果技术允许的话，也可以考虑下供弹+陀螺的方式，对于本车来说上供弹最大的缺点就是增加了大陀螺6020电机上面陀螺部分的质量，转动时的转动惯量过大，6020电机用久了之后就会变慢，很限制转动速度和云台回正速度，但是下供弹+大陀螺的技术难度还是很大的，目前仅有简单思路，苦于没有资金，欢迎大家共同探讨（和投资！）！
四、 效果展示
猛戳视频链接！！！
弹道测试7m，12中11，丢掉一颗因为弹丸影响掉速明显
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大陀螺效果
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五、图纸设计树
六、图纸内容
百度网盘链接
链接：https://pan.baidu.com/s/17_-leO1wRzvwbUtfyHjlgA
提取码：a6he
摩擦轮加工图纸
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