第十九章
得分机构设计思路
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这一章不教具体的 Onshape 操作步骤——那些你已经学过了。这里教的是设计思维：面对一个比赛任务，怎么选择合适的机构？怎么从想法变成零件？
A. 常见 VEX 得分机构类型
下面列出 VEX V5RC 比赛中最常见的得分机构。每种都有对应的适用场景和难度，根据你的比赛任务和团队能力来选择。
| 机构类型 | 适用场景 | 关键零件 | 难度 |
|---|---|---|---|
| 简单铲子 / 推板 | 推动比赛元素到目标区域 | C-Channel + 板材 | ⭐ 入门 |
| 滚筒进球（Roller Intake） | 吸入球、圆盘等圆形元素 | 电机 + 滚筒 + 链条 | ⭐⭐ 中级 |
| 爪子 / 夹爪（Claw） | 抓取方块、物体 | 电机 + 连杆 + 夹板 | ⭐⭐ 中级 |
| 弹射器 / 投石车（Catapult） | 远距离投射比赛元素 | 电机 + 弹簧 + 连杆 | ⭐⭐⭐ 中高 |
| 飞轮射击（Flywheel） | 高速射球 | 高速电机 + 飞轮 | ⭐⭐⭐⭐ 高级 |
| 升降机构（Lift） | 升高 / 堆叠元素 | 电机 + 导轨 + 链条 | ⭐⭐⭐⭐ 高级 |
💡 如何选择？
- 第一次设计：选铲子或滚筒进球，简单可靠
- 有一定经验：可以尝试夹爪或弹射器
- 追求高分：飞轮和升降能做出更厉害的机器人，但调试也更难
- 通用建议：一个可靠的简单机构 > 一个不可靠的复杂机构
检查点 1：你决定要做哪种机构了吗？
根据你的比赛任务和团队能力，选定一种机构类型。如果拿不准，从最简单的铲子或滚筒开始。
B. 设计思路：从功能到零件
不管你选了哪种机构，设计的思路都是一样的。按这 6 步来：
第 1 步：定义功能
这个机构到底要做什么？把它分解成具体的动作。
例如一个进球器：接住球 → 运送到内部 → 传递给发射器
第 2 步：选择运动方式
每个动作需要什么运动？
- 旋转 — 滚筒、飞轮、弹射臂
- 直线移动 — 升降机、推杆
- 摆动 — 夹爪、推板
第 3 步：选择驱动方式
- 电机直驱 — 最简单，电机直接连轴
- 齿轮减速 / 加速 — 需要更大扭矩或更高速度时用
- 链条传动 — 远距离传递动力
第 4 步：画草图
在纸上画出侧视图和顶视图，标注关键尺寸。想清楚：
- 机构安装在底盘的什么位置？
- 运动范围有多大？会不会碰到其他零件？
- 电机放在哪里？走线方便吗？
第 5 步：选择零件
从 VEX V5 Parts 库中找合适的零件。大部分机构都可以用以下标准件搭建：
- C-Channel（结构框架）
- 轴和轴承（旋转部件）
- 链条和链轮（传动）
- 螺栓、螺母、垫片（紧固）
第 6 步：在 Onshape 中建模
C. 实际案例：设计一个简单的滚筒进球器
这里给出一个滚筒进球器（Roller Intake）的设计指引——不是手把手步骤，而是告诉你需要什么、怎么连接。
你需要的零件
- 2 根 C-Channel — 作为进球器的侧板框架
- 1 个电机 — 驱动滚筒
- 1 根轴 — 穿过两块侧板，作为滚筒的旋转轴
- 滚筒 / 滚轮 — 固定到轴上，接触并吸入比赛元素
- 2 个轴承 — 安装在侧板上，支撑轴旋转
装配关系（Mate）
- 框架 → 底盘：用 Fastened mate 固定
- 电机 → 框架：用 Fastened mate 固定
- 轴 → 轴承：用 Revolute mate（可以旋转）
- 滚筒 / 滚轮 → 轴：用 Fastened mate 固定
找灵感：去 Onshape 社区搜索 "VEX intake" 或 "VEX roller intake"，看看别人怎么做的。学习他们的结构，然后用自己的方式实现。
检查点 2：你试着在 Onshape 中搭建了一个简单机构吗？
不需要完美——先把基本结构搭起来，确保零件之间的连接关系正确。
D. 设计评审清单
机构搭好后，用这个清单检查一遍：
- ☐ 机构能完成预期功能吗？（在脑中模拟运动过程）
- ☐ 各零件之间不会干涉吗？（用底部视图和截面视图检查）
- ☐ 电机位置合理吗？走线方便吗？
- ☐ 整体尺寸还在 18" × 18" × 18" 以内吗？
- ☐ 零件数量合理吗？越简单越可靠
- ☐ 重心位置合理吗？机器人不会头重脚轻吗？
检查点 3：你用清单检查了你的设计吗？
逐项过一遍上面的清单。如果发现问题，回去修改——这就是迭代的过程。
本章你学了什么
- 先想清楚再动手 — 从功能 → 运动 → 驱动 → 零件，逐步细化
- 从简单开始，迭代改进 — 一个可靠的简单机构比不可靠的复杂机构更好
- 参考社区案例 — 不要从零发明，站在别人的肩膀上