哨兵机器人是 RoboMaster 机甲大师赛中负责全场自主防御的核心兵种，需要在比赛中自主完成目标搜索、识别、瞄准与射击的全流程。本人作为云台机械负责人，独立承担了第二代云台系统的全部机械结构设计工作。
基于该云台硬件平台，团队同时申请了国家级大创"侦、识、打一体式自主巡防机器人"和省级大创"雷视融合全向语义感知系统"，云台搭载毫米波雷达、RGB相机、深度相机等多传感器，为感知算法团队提供物理载体。
项目概述
云台机械系统设计（本人核心工作）
云台是机器人感知系统的核心载体，承载雷达、视觉相机等传感器，负责对目标的快速跟踪与精确瞄准。 第一代云台在实际比赛中暴露出响应速度不足、内部走线拥挤、热干涉严重、维护困难等问题。 第二代云台从五个维度进行系统性创新设计：
1
结构继承性与轻量化设计
沿用一代车的雷达安装接口设计，分析关键受力部位后对结构件进行镂空处理。在保证整体强度不降低的前提下更换部分材料，实现结构减重。采用镜像对称布局策略，使云台两侧质量分布均匀，降低后期调试中的配平难度。
2
分级式双Yaw轴驱动结构
突破传统单自由度运动学约束，提出分级式Yaw轴驱动方案。一级Yaw轴负责大范围粗调，二级Yaw轴实现精确定位。采用齿轮+同步带混合传动方案，平衡扭矩传递效率与运动平稳性，使目标锁定响应时间大幅缩短。
3
鹅颈弹链自适应传输系统
为适配大小Yaw轴的非对称空间构型，创新设计鹅颈状弹链路径。该弹链能够在云台大角度往复旋转时自适应弯曲，解决传统螺旋线或弹簧线的缠绕与疲劳断裂问题，同时大幅节省云台内部空间。
4
热流路径隔离与独立风道散热
基于一代系统热管理缺陷分析，重构NX模块与NUC单元的布局。将两者分置于风道上下游，采用热流路径隔离设计避免热风回流。为NX组件开发独立散热架构，集成微型风扇与定向导流通道。
5
合页翻盖式维护结构
针对NX组件线缆接口深埋难以操作的痛点，设计合页翻盖式结构。掀开盖板后即可直接操作接口，同时起到防松脱防护作用。调试端口采用独立隔离式布局方案，与主控接口物理分离。
个人贡献
核心贡献总结
- 角色定位：云台机械负责人，独立承担第二代云台系统的全部机械结构设计工作
- 创新设计：提出双Yaw轴分级驱动、鹅颈弹链自适应传输、热流路径隔离散热、合页翻盖式维护、结构继承性轻量化五项核心方案
- 工程落地：完成从需求分析、方案设计、三维建模、装配验证到加工装配的全流程，云台系统通过RoboMaster比赛实战验证
- 团队协作：与算法团队紧密配合，将感知系统需求转化为可实现的物理平台方案，确保传感器安装精度与散热可靠性
云台设计成果展示
雷达安装接口与镂空轻量化设计
分级式双Yaw轴驱动结构
鹅颈弹链自适应传输系统
NX模块独立散热风扇与导流通道
NUC与NX热流路径隔离布局
合页翻盖式维护结构
哨兵机器人实拍与成果展示
哨兵云台SolidWorks三维建模
哨兵机器人整机实物
RoboMaster全国赛比赛现场
RoboMaster全国一等奖获奖证书
衍生成果
基于哨兵云台硬件平台，团队衍生出两项大学生创新创业训练计划项目：
- 国家级大创 — "侦、识、打一体式自主巡防机器人"，将哨兵机器人的自主感知与打击能力拓展至通用巡防场景
- 省级大创 — "雷视融合全向语义感知系统"，基于云台搭载的毫米波雷达、RGB相机、深度相机等多传感器进行融合感知研究
第二代云台在设计之初即为多传感器共架预留了安装接口与散热通道，为两项大创提供了稳定、轻量的物理载体。
项目成果
十六强
RoboMaster全国一等奖
5项
云台创新设计
1+1
国家级+省级大创立项
✓
算法搭载验证
RoboMaster 2025 全国赛一等奖（十六强），第二代云台系统通过比赛实战验证。基于同一云台平台，衍生国家级大创（巡防机器人）和省级大创（雷视融合）两项立项，完成多传感器搭载与算法联调验证。