行驶系统的重要性

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，但事实并非如此，因为我就犯过这样一个天大的错误。在参加《铁甲雄心》比赛的时候，自己设计的机器人太过于在乎武器的攻击力了，几乎忽略了行驶系统的重要性，导致机器人的设计存在着重大缺陷，十分后悔。

《铁甲雄心》尖刀传奇

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。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。老司机绝对不是简简单单的操控厉害，而是将机器人的行驶系统调到相当完美的状态。

当然这里也涉及到轮子的摩擦性、电机转速、机器人的灵活性等问题。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。

墓碑 Tombstone

行驶系统的构成

说完了行驶系统的重要性，再来说明一下行驶系统的构成。行驶系统的动力来源不用说，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。

光有电机是不够的，因为如果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。

关于这个轮子，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。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。

轮子和电机在整个机器人中的布局

前面提到的机器人行驶的稳定性和灵活性，其实是互相矛盾的。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！但是从机器人的灵活性考虑，六个轮子不如四个轮子，四个轮子肯定又不如两个轮子，所以说机器人行驶的稳定性和灵活性是互相矛盾的。因此，如果想操控容易些，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。

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。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。两轮的格斗机器人比较灵活，因为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。

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，重量偏前或偏后，都会导致影响机器人行驶的灵活性。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，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，机器人会突然前倾，像喝醉了一样。另外就是没有了原来四个轮子的稳定性！所以大家设计四个轮子时，一定要提前考虑好，选择合适的前后轮间距！两轮机器人其实同样有点头效应，但是一般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。

牛眼轮

武器系统

格斗机器人根据武器种类的不同，分为很多种类型，有横转的，有竖转的，有弹射的，还有喷火的等等，今天以水平横转类型的墓碑来介绍。因为无论是横转还是竖转，甚至是滚筒，其实原理上是一样的。其它如弹射、凿击等类型的机器人，可以参考DF创客社区里制作相关类型的大牛写的教程。

《铁甲雄心》破风残云

武器系统构成

以横转类型的武器为例，一个格斗机器人的武器系统主要包含：电池、电机、传动、武器。

很多人都知道，为什么四轴飞行器上面会用无刷电机，因为一般有刷电机的工作效率，也就是电能转化成动能的效率比较低，但是无刷电机的效率要高出很多。除此之外，无刷电机换向并不是靠电刷，而是通过电驱动换向，因此其转速会比有刷电机转速快很多，而且无刷电机本身转矩也比有刷电机大。

无刷电机

至于武器动力的传动，无论什么电机，其实最脆弱及最重要的就是它的轴，我们也知道武器是用来跟别人的机器人打仗的，那么打仗就势必会有强烈的撞击，撞击的同时，会给电机尤其是电机轴造成极大的伤害。电机内部结构极为复杂，电机高速旋转，它的轴几乎就是它的命啊！这个轴受到强烈的震动会发生变形，如果轴变形了，电机就极可能再也转不了了，甚至完全修不好。而且即使能转，电机也会因为轴弯而产生强烈的自身震动，造成整个武器系统工作不稳定。所以武器和电机质检一定要有传动！传动存在的目的不仅是将电机的动力输送给武器旋转，还有一个很重要的目的就是保护电机，将武器和电机隔离开，减少武器传给电机的震动。

O型圈传动

对于迷你格斗机器人，同步带传动的齿型有很多种，推荐大家选择齿距为2~5mm左右的同步带，在国内比较容易买到，可以自己进行搜索。也需要购买相应齿数配对的同步轮，一端固定在电机上（同步齿轮内径要与电机轴外径一致），另外一端固定在武器上。还有一种方式就是O型圈（直接搜这个关键词就能买到了），以及V型槽的轮。O型圈相比同步带有优点也有缺点，优点是武器在碰撞的时候，这个O型圈会跟轮打滑，从而保护整个武器系统。相反O型圈的缺点也跟这个有关，由于O型圈会打滑，武器在启动的过程当中，造成启动速度减慢。同步带就不会有打滑的这个问题，因为同步带的传动效率高达98%，只要不脱齿就不会打滑！

同步带传动

武器的攻击力

除了电机和传动，我们还要知道武器的攻击力来自于哪里，主要包括以下几点：速度、重量、材料以及武器轴。

这里所指的速度是武器刀锋旋转的外径所产生的线速度。线速度跟角速度的概念不一样，在电机和传动都确定的情况下，角速度就已经被固定了，但是怎么增加线速度呢？其实很简单，就是把武器变长！但是武器变长不见得是一个好事，因为紧接着第二个就是武器的重量，武器电机所带的负载是有限的，武器重量增加，就相当于电机所带的负载变大，导致武器的启动速度变慢！

另外武器的材料也相当重要。是不是越硬越好，越锋利越好呢？错，这个说法太片面了。硬是好，但是用过菜刀的都应该清楚，硬、锋利就意味着材料脆，那很有可能在遭受一次撞击的时候，刀自己就断裂，而不是变弯！太锋利的话打一两次也就钝了，其实没必要。

最后一个问题是武器轴，这个看似跟武器的攻击力没有什么直接关系，但却间接影响着武器的旋转。在《铁甲雄心》的比赛中，曾经见过横转类型的机器人，在对战当中因为武器轴的材料硬度不够，直径太细，武器轴直接断了！其实每次武器的撞击能够产生相当大的冲击力，武器轴不结实的话是很糟糕的。

总之，想造一台格斗机器人是不难的，感兴趣的朋友大可动手试一试。但如果要造出格斗机器人中的战斗机，那还是需要各位花点时间多钻研多实践。

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