第二章 车模机械结构调整
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更新于2008-07-30 14:09:13

          在整个智能车的制作过程中,对车模的机械结构作一些调整是必要的,并能在算法和程序比较完整的情况下使车子发挥出更佳的效果,取得更好的成绩。

本次比赛模型车的基本尺寸见下表:

2.1 模型车的基本尺寸参数

          现代汽车在正常行驶过程中,为了使汽车直线行驶稳定,转向轻便,转向后能自动回正,并减少轮胎和转向零件的磨损等,在转向轮、转向节和前轴之间形成一定的相对安装位置,叫车轮定位,其主要定位参数包括:主销后倾、主销内倾、车轮外倾和前束。

          本智能车根据实际调试时的效果,采用主销后倾角。主销在汽车的纵向平面内(汽车的侧面)有一个向后的倾角γ,即主销轴线与地面垂直线在汽车纵向平面内的夹角,称为“主销后倾角”,如图2.1所示。这里采用主销后倾角的原因是由于汽车在车轮偏转后会产生一回正力矩,纠正车轮的偏转。例如一辆直线行驶的汽车偏离行驶方向而右转弯,由于汽车离心力的作用,在车轮与路面接触点b处会产生一个路面对车轮的反作用力Y,由于其不通过轴线,而形成了使车轮绕主轴线旋转的力矩YL,其方向与车轮偏转方向相反,所以能够使车轮恢复到原来的位置,从而保持了汽车直线行驶的稳定性。后倾角γ越大,车速愈高,车轮偏转后自动回正能力越强。但回正力过大,将会引起前轮回正过猛,加速前轮摆正,并导致转向沉重。通常后倾角值设在1到3度。综合考虑,本智能车采用3度的后倾角值。



图2.1 主销后倾纠正车轮偏转

         轮传动机构对车模的驱动能力有很大的影响。齿轮传动部分安装位置的不恰当,会大大增加电机驱动后轮的负载,从而影响到车模行驶效果。调整的原则是:两传动齿轮轴保持平行, 齿轮间的配合间隙要合适,过松容易打坏齿轮,过紧又会增加传动阻力;传动部分要轻松、顺畅,容易转动,不能有卡住或迟滞现象。

          判断齿轮传动是否调整好的一个依据是,听一下电机带动后轮空转时的声音。声音刺耳响亮,说明齿轮间的配合间隙过大,传动中有撞齿现象;声音闷而且有迟滞,则说明齿轮间的配合间隙过小,或者两齿轮轴不平行,电机负载加大。调整好的齿轮传动噪音小,并且不会有碰撞类的杂音。

          差速机构的作用是在车模转弯的时候,降低后轮与地面之间的滑动;并且还可以保证在轮胎抱死的情况下不会损害到电机。当车辆在正常的过弯行进中 (假设:无转向不足亦无转向过度),此时 4个轮子的转速(轮速)皆不相同,依序为:外侧前轮>外侧后轮>内侧前轮>内侧后轮。此次所使用车模配备的是后轮差速机构。差速器的特性是:阻力越大的一侧,驱动齿轮的转速越低;而阻力越小的一侧,驱动齿轮的转速越高.以此次使用的后轮差速器为例,在过弯时,因外侧前轮轮胎所遇的阻力较小,轮速便较高;而内侧前轮轮胎所遇的阻力较大,轮速便较低。
          差速器的调整中要注意滚珠轮盘间的间隙,过松过紧都会使差速器性能降低,转弯时阻力小的车轮会打滑,从而影响车模的过弯性能。好的差速机构,在电机不转的情况下,右轮向前转过的角度与左轮向后转过的角度之间误差很小,不会有迟滞或者过转动情况发生。

  本模型车将弹簧在车底盘的一个支点位置往后移一个螺丝孔,加大了预紧力,从而提高整个底盘的刚度。本模型车通过更换零件来调整后轮的轮距,更换零件后的后轮轮距比未安装时长8mm,使模型车不易发生侧滑。



 
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