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1. 什么是伸缩腿上岛？

首次出现在南部分区赛深圳大学的工程车上，使用气缸推动一对伸缩腿，利用其前后轮子的高度差攀爬资源岛，前轮作为主动轮，后轮为从动轮。附上一张以往开源的图片。

2. 伸缩腿上岛的利弊

好处：

从结构上而言，抬升上岛的结构较为简单，使用气缸进行推动，直线轴承进行导向。上岛速度较快同时比较稳定。从控制角度出发，在前端两个光电传感器感应到台阶时，触发继电器通电，使气缸推进，车辆抬升；在末端两个光电传感器感应到台阶时，气缸收回，车辆到达第一级台阶，实现自动上岛过程比较简单。

坏处：

伸缩腿占用车身前后尺寸过多，容易导致轮子轴距过短。

使用爬杆上资源岛时，爬杆机构的抬升和取弹机构的抬升公用同一套抬升机构；使用伸缩腿上资源岛，抬升机构较难和取弹机构共用，增加车身内部结构复杂性和车身自重。

使用气缸，用气量较高。

3. 为什么选择伸缩腿上岛？

看2018年赛季的比赛，表现出来的上岛机构大概分为三种。

A. 传统的爬杆上岛机构，使用同步带进行抬升，抱杆后使用涵道或者摩擦轮摩擦杆进行旋转。爬杆上岛需要解决的问题有几个：

抬升机构在岛上发生较大的形变，导致车身无法旋转过去；

抱柱机构需要有死点的抱爪或者拥有主动的锁紧机构；

爬杆上岛的对位余量比较小。

B. 以哈工大工程车为代表的“月球车”，六轮底盘驱动，集成性好且上岛效率高，设计难度比较大，涉及到底盘轮子的尺寸布局和减震、重心等问题。附上一张哈工大开源的月球车模型图片。

C. 以深圳大学工程车为代表的伸缩腿上岛机构，门槛较低，结构和控制比较简单，适合一些研发时间紧迫，上岛功能不够完善的队伍。同时伸缩腿上岛的稳定性较爬杆上岛好，在2018赛季的伸缩腿上岛速度最快可以6s之内完成上岛。

4. 在设计实现伸缩腿上岛的过程中需要注意什么？

在机械设计上，需要保证伸缩腿在上下岛的过程中不会发生严重的变形，如果不使用铝焊接可以使用机加件或者板料拼接成一个稳定的结构。同时由于两个气缸的不同步，需要将两个伸缩腿连接成一个整体；

选用加长型号的直线轴承LMK12UU(后缀UU即为加长型号)；

装配完成后需要调节4根光轴的平行度，尽量保证摩擦阻力低。

在器件选型上，由于是使用气动驱动，涉及到气缸缸径的选型，电磁阀的选型和气瓶出口的恒压阀和调压阀的安装。可以通过SMC公司的气动计算软件，通过设定负载类型，输出气源，气管长度，安装方式等参数即可获得气缸型号和电磁阀型号，并且软件还可以估算出气缸推出的时间，可以为控制方案提供数据基础。

同时由于气瓶20Mpa通过恒压阀输出0.6Mpa的流量损失过大，建议通过恒压阀输出至3Mpa再通过调压阀进行输出，下面提供两种连接的方案。

两对光电传感器分别放置在伸缩腿主动轮和麦克纳姆轮之间，如下图示。当单个传感器检测到台阶时使车身原地旋转至一对传感器检测到台阶。

5. 更快地上资源岛

在车身中间放置一对从动的之轮，可以使伸缩腿在上资源岛过程中提前收腿使得上岛过程更快。同时需要调整重心的位置以防止翻车。

6. 用摩擦轮抱柱上岛，怎么解决因车重心不在正中间导致两摩擦轮受力不均的问题？

摩擦轮可以用弹簧往柱面上顶或者要增强一下结构的刚度。

7. 抬升腿用哪种机构比较合理呢，滑车吗？

建议用加长型直线轴承。

8. 抱柱上岛需要注意什么，对于新人来说友好吗？第一次做不知道难度如何，不敢下手？

抱柱的整体思路，抱爪能否抱稳，抱爪和车体连接的结构刚度，抬升机构的设计，旋转的动力选择使用涵道或者摩擦轮或者都用。

9. 抬升腿上岛的步骤繁琐，操作手在紧张的比赛氛围下很容易忘掉操作，导致翻车等事故发生。如果采用自动登岛的话，对传感器的选型方面，代码的编写（主要是逻辑）方面有什么指导？

当然要全自动上岛啦，前后一共四个光电传感器就可以完成检测台阶的，详情看看刚刚的问答环节。然后传感器尽量用好一点的，类似欧姆龙呀（没收广告费），代码方面首先还是理清逻辑。最后可以加一个手动上岛模式。

10. 工程车在登岛的时候，如果出现某一个机构不工作，比如涵道推力不够转不动，比如有一个腿没有抬起来，此次登岛肯定是要失败的，有没有办法避免事情进一步恶化。（举例：涵道没吹动车使之转动，操作手准备放弃此次登岛于是松开卡钳，可是车卡在了资源岛一个角上。）我知道可以在前期进行充分的测试来减少这个问题的发生，不过我还是担心，希望大佬给颗定心丸。

翻车了就凉凉。可以做一个手动操作模式。

11. 月球车前轮上岛后，后轮上岛前，后面有支撑吗？后轮离地后怎么保持不向后翻车。

我们没有做过月球车，不过应该是重心的问题。

12. 我们之前利用丝杠来进行抬升抱柱，结果出现整个工程车的倾斜，导致丝杠不能正常地旋转怎么破？而且在平地上跑的时候整个车也会向一个角落倾斜。

抬升机构的导向性不好，涉及到直线轴承的选型或者是滑车的设计。

13. 怎么包装抬升机构不超重呀？

方管和光轴壁厚尽量选薄的，不过得先校核一下，另外能打减重孔的地方都得掏孔

14. 月球车自动上岛加啥传感器好点呢？

比赛中常用的传感器主要是光电管，不过涉及到红外光电或者是激光光电，选型得注意

15. 刚才说的气缸的一致性不好，除了把两个气缸的运动机构机械固定在一起，还有别的办法吗？比如两个气缸使用同一个电磁阀？

亲测没有什么比较好的办法，我们也是两个气缸用一个电磁阀，但是气缸的不同步涉及到管的长度、两个气缸的负载，润滑等因素。建议使用建议用两分的电磁阀，用8的管径。

16. 滑车的制作有什么窍门呀？

我们采用内3外8的轴承，但是M3的螺丝外径2.9左右，设计的时候得考虑这部分间隙；

重要的是多测试，考虑到各个地方的公差，尺寸参数可能不是整数，对加工精度也有较高要求。

17. 月球车上岛时重心在前面，下坡时容易翻车这该怎么破呢？

建议画图的时候就得调整各个模块的位置，比如电池、灯柱等，尽量让重心靠中间；另外容易翻车可以用电控弥补一下，比如采用软启软停，程序上控制刹车加速度。

18. 丝杆和丝杆螺母之间顺滑是便于推动，但是这样丝杆就无法提供推力，只能导向。想问一下有没有可以兼顾支撑和导向的方法？

一般来说导向和动力是要分开的，通过直线轴承导向，通过丝杆提供推力，丝杆和光轴配对使用效果更好哦

19. 对于电磁阀的选型有什么需要注意的吗？

电磁阀的驱动电压是硬指标，得由电控决定，不过建议使用电池电压24V；

电磁阀的接口直径决定了气体流速，所以建议尽量选用比设计口径大一个型号的电磁阀；不过另一方面也得考虑电磁阀的重量和体积等要求，综合选型；

建议在电磁阀出气口加限流阀实现气缸的调速。

20. 滑车修起来费劲啊，有什么好的代替品么？

直线运动限位的方案一般来说有直线轴承、直线导轨、滑车等；如果觉得滑车维护困难的话可以考虑换直线轴承或者线轨。

21. 第一次接触气动，请问气瓶 有推荐的吗？除了气瓶，稳压阀，调压阀，还有什么阀或装置需要购买的吗？

一般都是选用碳纤维气瓶，另外规则要求必须使用双标恒压阀。其他的详细信息建议学习一下液压与气压传动这本书，基础得打牢。

22. 使用丝杆的话有没有办法实现快速升降？

丝杠的速度也可以很快的，首先是通过同步轮加速，一般可以做到2倍加速；另外可以选用多线丝杠，某宝就可以能买到5线左右的丝杠。

23. 还有气瓶一般选哪种规格的啊？0.36L or 0.5L？

气瓶选型涉及到气缸用气量，建议去SMC官网上学习一下，有软件会提供参考，在参考型号的基础上再大一号就比较稳了。