2025年VEX机器人，新规则与挑战有哪些？

VEX Skyrise (VEX 高塔)

2025赛季的官方主题是 "Skyrise" (高塔)，这个赛季的核心是建造机器人来竞赛，将方块状的游戏物件（Cube）堆叠在位于场地不同高度的塔柱上。

游戏规则与目标

游戏名称： VEX Skyrise

游戏场地：

• 一个12英尺 x 12英尺（约3.65米 x 3.65米）的正方形方形场地。
• 场地被一条中线分为两个联盟阵营（红方和蓝方）。
• 场地中央有一个中立平台。
• 场地四周分布着不同颜色的塔柱和塔基。

游戏物件：

• 方块: 轻便的泡沫方块，颜色为红色和蓝色，分别对应两个联盟。
• 旗子: 比赛结束时用于占领塔基的物件。

游戏目标： 通过操控机器人，完成以下任务来获得分数：

1. 得分: 将己方颜色的方块放置在中立平台或对方场地的塔基上，每个方块得1分。
2. 建造高塔: 将方块堆叠在己方颜色的塔柱上，每放一个方块在塔柱上，就为该塔“建造”一层。建造塔本身不直接得分，但这是获得高分的关键。
3. 放置旗子: 在比赛的最后30秒（“提升”阶段），如果一方成功在一个塔柱上堆叠了至少三个方块，该联盟就可以将一面己方颜色的旗子插在该塔的塔基上。每成功放置一面旗子得额外5分。
4. “提升”阶段: 在比赛最后30秒，机器人可以尝试将自己悬挂在场地中央的“中立栏杆”上，成功悬挂的机器人所在的联盟会获得“提升”加分（通常为10分或20分，取决于悬挂方式）。

获胜条件： 比赛结束时，总得分最高的联盟获胜，分数由方块得分、旗子加分和提升加分三部分组成。

游戏策略核心：

• 快速收集方块： 机器人需要有高效的拾取和搬运机构。
• 精准堆叠： 将方块稳定地堆到塔柱上是技术难点，也是得分的核心。
• 防守与干扰： 阻止对手堆塔或放置旗子。
• 末端执行器切换： 许多高级机器人设计了一套可以快速切换的机构，用于拾取方块和放置旗子。

技术与机器人设计趋势

2025年的Skyrise赛季催生了许多经典的机器人设计和技术：

• 底盘设计：

  • Mecanum轮 或全向轮: 非常流行，因为它们允许机器人实现平移（横向移动），这在狭窄的场地中快速转向和避障至关重要。
  • 六轮/八轮全地形底盘: 提供强大的动力和抓地力，适合需要强力推动或快速冲刺的机器人。

• 升举机构:

  • 这是2025赛季的绝对核心，几乎所有机器人都有一个强大的升举机构，将方块从地面提升到塔柱的高度（最高约40英寸/1米）。
  • 常用类型：
    • 四杆连杆: 提供稳定、垂直的升降路径，是当时最主流和可靠的选择。
    • 滑块/导轨: 结构紧凑，但精度要求高。
    • 链条/皮带驱动: 简单直接，但稳定性不如四杆。

• 抓取/投放机构:

  • 叉式/铲式: 简单可靠，适合快速拾取地面上的方块。
  • 夹爪: 需要精确控制，但对方块姿态要求较低。
  • 滚轮/履带式: 通过旋转将方块“卷”起来，适合连续快速拾取。

• “旗子模式” (Flag Mode):

  为了在比赛最后阶段快速放置旗子,一些机器人设计了可以弹射或伸出机械臂来放置旗子的机构，通常与主升举机构联动或独立。

• 软件与编程：

  • 自动程序: 变得极其复杂和重要，一个好的自动程序可以在前15秒内完成1-2个塔的堆叠，奠定巨大优势。
  • PID控制: 为了实现精准的升降和定位，PID（比例-积分-微分）控制被广泛用于电机速度和位置控制，这是从VEX Cortex时代就开始的关键编程技术。

重要的赛季变革

2025赛季是VEX发展史上的一个里程碑,主要有三大变革：

a. VEX IQ 的推出

这是当年最重大的新闻，VEX IQ作为一个全新的产品线，面向年龄更小（通常是小学到初中低年级）的学生。

• 特点：
  • 使用塑料结构件,搭建更安全、更快速。
  • 配备一个“智能马达”（集成了电机、齿轮箱和传感器）和一个“大脑”（控制器）。
  • 使用基于图形化的Modkit for VEX编程软件，降低了编程门槛。
  • 推出了适合该年龄段的 VEX IQ Challenge (VIQC) 赛事，如“Add It Up”等。
• 意义： VEX IQ的推出极大地扩展了VEX的覆盖年龄层，为VEX EDR（后来的V5）系统输送了大量的后备人才，至今仍是全球入门级机器人竞赛的主导者。

b. VEXnet 2.0 智能马达

• 变革： VEX Cortex-era的旧马达被淘汰，全新的VEXnet 2.0智能马达成为标准。
• 优势：
  • 内置无线: 电机可以直接通过VEXnet无线系统接收指令，无需额外的电机控制器和接线，大大简化了布线。
  • 内置编码器: 电机自带旋转传感器，可以精确测量电机的转速和转过的圈数，使得闭环控制（如PID）变得非常简单和精确，这是实现精准升降和自动程序的关键。
  • 内置温度保护: 防止电机因过载而烧毁。

c. 游戏规则的演变

Skyrise的游戏规则,特别是“建造塔以获得放置旗子的资格”这一机制，体现了VEX游戏设计思路的成熟，它鼓励了进攻性、策略性的团队合作，而不仅仅是简单的“谁投得多谁赢”。

赛季遗产与总结

VEX Skyrise赛季被许多老玩家奉为“黄金时代”的经典，原因如下：

1. 技术深度与广度： 它完美地结合了机械结构（升举、底盘）、电气（布线简化）和软件（PID、自动程序）的挑战，是一个极佳的综合学习平台。
2. 观赏性强： 看着机器人将方块高高举起并稳稳堆叠，极具视觉冲击力。
3. 策略性强： 机器人设计需要在得分、堆塔、防守和切换模式之间找到平衡，考验团队的工程思维和策略规划能力。
4. 承前启后： 它是VEX Cortex时代的巅峰之作，同时推出的VEX IQ系统开启了VEX的新篇章，其VEXnet 2.0智能电机和传感器理念也直接延续到了后来的V5系统。

2025年的VEX Skyrise赛季不仅是一场精彩的机器人竞赛，更是一个技术革新和生态系统扩张的催化剂，它定义了一个时代的机器人设计美学，并至今仍在影响着VEX竞赛的发展。

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