3.1 车模的安装与结构微调
我们拿到的比赛小车基本上已经组装完毕，只有舵机以及控制前轮转向的 连杆没有安装，所需步骤很简单，关键在于各机械结构的进一步调整。
3.1.1 舵机的安装
在安装舵机之前最重要的就是对舵机的参数要熟悉，把舵机的转角调整到 中间状态（即输入占空比为1500us 时的状态），然后再安装固定传动力臂。可以 使用数字信号发生器产生一定占空比的方波，也可以编写实验程序让 S12 系统 板的PWM 口产生一定占空比的方波来调整舵机，同时配合数字示波器来观察。 我们采取后者进行调试，因为这样方便于后期的软件调试。具体PWM 的软件初始化在控制策略与算法章节介绍。 舵机是通过横拉杆连接控制前轮转向，为了增加前轮转向的灵敏度，我们 加长了舵机的力臂，试验表明这样可以提升赛车过急弯的性能。
3.1.2 前轮倾角的调整
前期使用小车时，并没有对前轮的内外倾角进行调整。赛车在转弯时，在 弯道外侧的轮胎受压力变大，且由于惯性，轮面发生偏移，只有轮胎外侧与地 面接触，导致赛车穿弯时轮胎所能提供的摩擦力不足于提供足够的向心力，所 以很容易发生侧，且车轮外侧有很严重的磨损。所以需要通过改变前轮的倾角， 提高过弯道的速度，并减少侧滑的发生。 前轮的安装位置主要由主销内倾、主销后倾、前轮外倾和前轮前束 4 个因 素来决定。为了简单有效的调整，我们没有对赛车上相应配件的进行更换，所 以只能对主销内倾角进行调整，而对前轮前束角进行微调。 侧滑分为以下几种：定向侧滑、随机侧滑、转向侧滑和制动侧滑。而对于 该赛车，转向侧滑对整体速度性能有很大影响，其角度控制的好坏直接限制了 赛车过弯速度。对主销内倾的调整能对赛车转向侧滑有很好的改善，使得过弯 速度有了一定的提升空间。 对主销内倾的调整，主要是调整连接主销的螺杆的长短。我们将其缩短， 调整主销内倾的角度大约为 4~5 度。对前轮前束的调整很小，只需将两轮的前 边缘略小于后边缘即可。
3.1.3 减震弹簧调整
为了增加赛车地盘的刚度，提高整个车体的稳定性，我们在减震弹簧上加 了一些垫片，增加了弹簧的预紧力，能够起到很好的减震效果。
3.1.4 后轮差速器调整
差速器的作用是在车模转弯的时候，降低后轮与地面之间的滑动。对差速 器的调整主要是对滚珠轮盘间的间隙的调整，过紧过松都会影响过弯的效果。 过紧会使后轮过弯时打滑，增加了冲出跑道的可能性；过松会使滚珠轮盘间与 后轮的轴承发生滑动，使得赛车在直道上没有足够的加速动力。所以要反复试 验中，我们选取了最合适的差速器调整状态，赛车也有很好的表现。
3.2 各传感器的固定
该赛车主要需要安装固定路况识别模块和测速模块。对于传感器的固定， 要做到牢固可靠，不能随赛车在运动过程中的抖动而产生位移和太大的信号误 差。
3.2.1 路况识别模块的固定
1. 红外光电对管
将红外管固定在距车正前方约 18cm 处，并有一约 30 度仰角，这样可以在 不超出车长限制的情况下尽量提高赛车的前瞻性，而且可以实现赛车轻松爬坡。 经过实际测量我们赛车的探测距离距前轮约为21cm。
图3.1 红外对管前视图
为了使红外保持稳定性，不能在赛车前进的过程中有太大的抖动，我们采 用了双层铝合金板对红外进行加固。
图3.2 红外双层铝合金板的固定
2. 摄像头的固定
摄像头固定采用铝合金管材，坚固轻便，固定于舵机后车底盘上，摄像头 高为26cm。
图3.3 摄像头的固定
3.2.2 测速模块的固定
1. 霍尔速度传感器
我们的速度检测和记忆路径都是基于霍尔速度传感器。具体实现为，将 8 个稀土磁钢均匀的固定在差速器上，当有稀土磁钢经过霍尔传感器时，导体中 的载流子在强磁场中受洛仑兹力发生偏转，从而在导体的两侧形成一定电动势， 输出高电平，没有稀土磁钢经过时输出低电平。这样对于赛车行驶中的不同速 度霍尔传感器将给出相应频率的高低脉冲，将其送入 ECT 输入捕捉模块对脉冲 计数，便可得到速度和路程信息。霍尔传感器的固定如图 3.4 所示：
图3.4 霍尔传感器的固定
2. 自制光电编码器
采用红外对射管，扇叶固定在后轮的连动杆上，当红外发射管发出的红外 光被中间扇叶遮住与否时，接受管配合外围电路输出高低交替电平，再输入单 片机的捕捉模块。自制光电编码盘的固定如图3.5 所示：
图3.5 自制光电编码盘的固定
3.2.3 加速度传感器模块的固定
加速度传感器固定在车底盘中央处，用于感知赛车上下坡的状态。加速度 传感器的固定如图 3.6 所示：
该传感器将会随该方向上的加速度变化输出相应的电压值，直接将各方向 上的信号输入单片机AD 模块采样，再使用软件做出相应处理。
3.3 本章小节
本章主要介绍了机械结构的安装实现，固定时要对各部件安装牢固，以免 赛车在运动过程中的抖动引起各传感器位置的移动，造成所得各信息的不准确， 从而使得赛车不能正常运行。对于摄像头还需要在角度与高度上配合软件做精 细的调整，使得可视范围在我们所需要的范围内。
