飛思卡爾-智能汽車競賽培訓-機械結構部分

第六屆“飛思卡爾〞杯智能汽車競賽培訓-----機械結構局部目錄

轉(zhuǎn)向舵機的安裝1

車前輪的調(diào)校2

傳感器的安裝3

電機的安裝4電池

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機械設計原則5一、轉(zhuǎn)向舵機的安裝是否需要加長舵機臂？北京科技大學清華大學

加長舵機臂能提高舵機的響應速度，舵機只需要轉(zhuǎn)較小角度就可以實現(xiàn)較大角度的轉(zhuǎn)彎。加長舵機臂對提高舵機的響應確實有一定的效果，但是車身轉(zhuǎn)動的慣性限制了車的轉(zhuǎn)向。而舵機臂加長會降低舵機定位的精度、提高重心、造成舵機損壞等。舵機加長臂的長度并不是跟舵機轉(zhuǎn)向的靈活性成正比的，加長臂太長反而會影響其轉(zhuǎn)向性能，因為加長臂太長定會導致力矩加大，導致轉(zhuǎn)向不靈活。是否需要加長舵機臂？一、轉(zhuǎn)向舵機的安裝舵機安裝的位置也是影響舵機轉(zhuǎn)向性能的關鍵，智能車對舵機的安裝要求是很高的，這也就對智能車的舵機安裝的機械結構提出了較高的要求，其要求舵機安裝在智能車上必須完全固定，絕對不允許它與智能車之間有相對移動。

一、轉(zhuǎn)向舵機的安裝舵機的結構

舵盤、減速齒輪組、位置反響電位計5k，直流電機、控制電路板等；工作原理：控制信號控制電路板電極轉(zhuǎn)動齒輪組減速舵盤轉(zhuǎn)動位置反響電位計控制電路板反響；控制量舵盤角度舵機的根本參數(shù):HS-925尺寸：39.4*37.8*27.8重量：56g工作速度:0.11sec/60(4.8V)0.8sec/60(6.0V)堵轉(zhuǎn)力矩:6.1kg(4.8V)7.7kg(6.0V)工作角度：45度/400us舵機的連接方法三線連接方法：黑線：地線；紅線：電源線；兩種標準：4.8V,6V;藍線〔黃線〕：控制信號線；顏色區(qū)分電源線和底線；標準驅(qū)動模型實測波形〔0度〕實測波形〔15度〕舵機的控制方法實測波形〔30度〕實測波形〔-15度〕舵機的控制方法轉(zhuǎn)角與脈寬舵機的控制方法二、車前輪的調(diào)校主銷后傾角和車輪前束可以提高車模行駛時的轉(zhuǎn)向回正力。我們所使用的車模中，車輪和主銷是平行的，一般調(diào)成0度左右就可以了，適當?shù)恼笆梢蕴岣哌B續(xù)轉(zhuǎn)向的反響能力。車模前輪的空程比較大，過彎時車輪定位參數(shù)會發(fā)生比較大的變化，所以我們把主銷的內(nèi)傾角設成比較大的值，減小了空程，會更有利于過彎。主銷后傾角主銷后傾角是指在縱向平面內(nèi)主銷軸線與地面垂直線之間的夾角。它在車輛轉(zhuǎn)彎時會產(chǎn)生與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反的回正力矩，使車輪自動恢復到原來的中間位置上。所以，主銷后傾角越大，車速越高，前輪自動回正的能力就越強，但是過大的回正力矩會使車輛轉(zhuǎn)向沉重。通常主銷后傾角值設定在1°到3°。

二、車前輪的調(diào)校前輪前束所謂前束是指兩輪之間的后距離數(shù)值與前距離數(shù)值之差，也指前輪中心線與縱向中心線的夾角。前輪前束的作用是保證汽車的行駛性能，減少輪胎的磨損。前輪在滾動時，其慣性力自然將輪胎向內(nèi)偏斜，如果前束適當，輪胎滾動時的偏斜方向就會抵消，輪胎內(nèi)外側(cè)磨損的現(xiàn)象會減少。像內(nèi)八字那樣前端小后端大的稱為“前束〞，反之那么稱為“后束〞或“負前束〞。在實際的汽車中，一般前束為0~12mm。調(diào)節(jié)適宜的前輪前束在轉(zhuǎn)向時有利過彎，還能提高減速性。將前輪前束調(diào)節(jié)成明顯的內(nèi)八字，運動阻力加大，提高減速性能。由于阻力比不調(diào)節(jié)前束時增大，所以直線加速會變慢。智能車采用穩(wěn)定速度策略或者采用在直道高速彎道慢速的策略時，應該調(diào)節(jié)不同的前束。二、車前輪的調(diào)校三、傳感器的安裝激光管的抖動對檢測穩(wěn)定性的影響很大，前瞻增大后激光管的抖動很大地影響了檢測的穩(wěn)定性，所以必須加固傳感器的安裝，保證檢測的穩(wěn)定性。應盡量壓低，以降低重心，以保證車的穩(wěn)定性。留心的同學應該已經(jīng)注意到，有些智能車在運行過程中電機聲音特別大，而有些智能車的聲音卻幾乎聽不到，這是為什么呢？這種聲音的來源其實是電機齒輪與傳動齒輪之間的嚙合，因為捏合角沒有調(diào)好而導致電機的聲音特別大，同時，嚙合角不僅影響了電機的聲音強度，而且更重要的是它直接影響了電機對整車的驅(qū)動性，因此，嚙合度不應太松，當然也不宜太緊，在調(diào)試的過程中應準確把握。差速是影響小車轉(zhuǎn)彎的重要因素，小車轉(zhuǎn)彎不靈活、轉(zhuǎn)彎時振動較大都有可能是受差速的影響，然而如何調(diào)節(jié)后輪差速呢？這個沒有精確的尺度，只能在調(diào)試過程中自己把握，不宜過松也不宜太緊，最好的標準是小車在拐S彎時能靈活自如。四、電機的安裝裝馬達請使用金屬齒輪，固定用臺鉗夾緊。注意，請使用金屬齒輪，圖中有誤。馬達的驅(qū)動齒輪請用黃色和orange色的。后軸后軸齒輪電機齒輪電機齒輪安裝示意圖減輕重量降低重心,重心落在小車后輪1/3處加固安裝五、機械結構的設計原那么電池使用方法參數(shù)：電壓：1.2×6=7.2v容量：2000mAh放電曲線〔在3A的大電流放電條件下得到的結果〕電池使用方法正確充電：推薦使用比賽選配的充電器。該充電器是為玩具電池設計的廉價的充電器，內(nèi)部沒有智能充電控制電路，只能采用恒功率充電模式，最大充電電流為700mA，平均充電電流300mA，涓流充電電流小于100mA，充電時間約為10小時。電池使用方法正確放電：由于鎳鎘電池具有記憶效應，對電池的不完全放電將會人為的降低電池的電容量；從放電曲線可以看出，隨著電池電量的減少，其電壓也會逐漸降低，當電壓降低到某個閾值后繼續(xù)放電，電池電壓將很快的跌落。這個閾值就是電池的放電下限電壓。廠家給出了放電下限電壓為6V。因此，在使用時，建議在動力車的電源設計中參