第四章 机械系统设计及实现
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更新于2008-07-30 15:01:08

4.1.  车模的安装与改造
4.1.1. 车模的安装

        车模组装是我们的第一步工作。这部分工作看似简单,却也是需要耐心和经验的。一般来说,组装过程分为以下几步:
        第一,阅读说明书。车模套材中附有一份图文并茂的说明书,在组装车模之前,仔细地阅读说明书不但可以了解零件的编号、安装的步骤,还能从中获得一些重要的提示和说明。
        第二,组装前的准备。读完了说明书,下一步就要按说明书的要求去做备工作了。首先,组装时所必需的各种工具、粘接剂、润滑油等等,都要准备准齐全。其次,还要准备一个尽量大一点的工作台,供摆放零件、工具等。工作台上最好再铺上一条毛巾或一小块地毯,在组装过程中,可以把一些细小的螺丝、轴承等零件放在上面,这样可以避免零件滑落、丢失。 
        第三,修整零件、组装车模。一部模型车通常有上百个零件,其中有许多是注塑成型的塑料制品。为了制造方便,常常是许多个零件排布在一个模具上同时制出。这样的零件要用小刀或剪钳一件一件切下来,并且把残留的一些毛边、毛刺用刀小心地修整。另外,生产车模套件的厂家通常按模型的结构将零件分袋包装,每个包装袋都有编号。在组装模型的时候,不要一下子把包装袋都打开,可按说明书的顺序,打开一个包装袋,组装好一个部件后,再打开另一个包装袋进行组装。 
 
        车模组装完成后,对小车如下部分进行检查和调整。

        驱动电机齿轮传动机构,确保齿轮咬合紧密,顺畅。

        前轮转向机构,传动杆与舵机连接可靠,舵机工作时无晃动。

        检查车模上所有螺丝,确保所有螺丝都被拧紧。

        轮胎,胎内海绵垫平铺无褶皱,轮胎轮毂与表面橡胶可靠固定。

        前后轮主轴合适固定,减少车轮滚动阻力。

4.1.2. 机械调整

       此次比赛所用的车模是一辆高仿真车模,里面留有很多机械可调部分。虽 然比赛规则中,所有对车速有重大影响的机械性能指标都不允许改变,但是, 仍有很多机械结构存在调整的余地。细微的改善,会大大改善赛车行驶表现。 因此在规则允许范围内,对以下车模结构进行了调整。

       1.  主悬架弹簧松紧调整

       所提供的仿真车模中,将四轮悬挂机构简化为一根连接车体前部与后部的 悬架弹簧。通过调整弹簧的松紧,改善赛车在颠簸路面上的表现。此次比赛, 赛道完全水平,因此,主悬架弹簧可以调整得更加刚性一点,使赛车前后部连 接更加稳定,传动更加敏感。

       2. 底盘高度调整 
       按照常规,车辆底盘高度越低,车辆重心越低,后轮抓地力越好,前轮转 向越敏感。因此在很多赛车比赛中,提高速度有效方法就是降低底盘高度。我 们在前轮转向机构处,增加一块垫片,略微降低了赛车前部的底盘高度,使底 盘呈现一种前低后高的倾斜状态。

       3. 车身重心调整 
       除了对车辆重心纵向的调整之外,车辆重心的前后方向调整,对赛车行驶 性能,也有很大的影响。具体调整方法见电路板安装部分。 
       4. 舵机的调整 
       舵机的调整主要表现在舵机的输出轴的连接部件上。经过我们实际验证, 车模原装的舵机输出轴连接件由于是塑料制成,具有一定的弹性,因而舵机在 执行转向动作时,输出的转角与前轮实际转动的角度有一定的误差。按照比赛 规则“禁止改动舵机,但可以更改舵机输出轴上连接件”。因此我们用硬铝做 了一个同样的连接件,替换原来的塑料的连接件。由于硬铝在此基本表现不出 弹性,这样就可以保证小车前轮转动的角度与我们想要的角度一致。替换后的 舵机输出连接如图4.1。

       以上对车模结构进行的调整,可以增加后轮抓地力,改善前轮转向性能,为小车在赛道上的表现提供了最佳的机械支撑。

4.2 电路板的安装 
4.2.1. 重心分布对小车的影响

       车的轴距 WB是前车轴和后车轴之间的距离。F表示重心到前车轴的距离,R表示重心到后车轴的距离。
       分布在前车轴的重量 = 车重×(R/WB) 
       分布在后车轴的重量 = 车重×(F/WB) 
       或者,以百分比来计算的话 
       分布在前车轴的重量百分比 = (R/WB)×100% 
       分布在后车轴的重量百分比 = (F/WB)×100% 
       显然地,这会影响操控:如果重心的位置很靠后的话,车会有很多的后轮抓地力,当加速力和重要的时候这是一件好事。如果重心位置很靠前的话,车会有很多的转向,但是缺乏后轮抓地力,这会增加车子滑出的可能性。  
       TW是车的左右轮胎中心线之间的距离,E点是重心和左轮胎中心线 ,I 点是重心和右轮胎中心线之间的距离。 
       分布在左侧的重量 = 车重×(I/TW) 
       分布在右侧的重量 = 车重×(E/TW)

       分布在左侧的重量百分比 = (I/TW)×100%

       分布在右侧的重量百分比 = (E/TW)×100%

       因此,移动重心会影响车的操控:如果重心在左方,就会增强车的左转弯能力。如果重心在右方,就会增强车的右转弯能力。但是也会导致车在直线行驶时难以控制,特别是在加速的时候。 由于赛道未知,为了让车模更加适应各种比赛赛道,最好是让小车重心位于车体中部。其余因素再通过算法来弥补。

 




 
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