第四章 机械结构调整
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更新于2008-08-04 10:32:55

 4.1总体机械结构

        在最初的空体车模的基础上,我们在车的靠前部安装了采集道路信息的摄像头,在车模顶部安装了自己绘制的控制整个系统的PCB板(包括主办方提供的单片机最小系统),并在后轮(左轮)安装了编码盘,并在其对应位置装上了速度传感器。

4.2摄像头的安装 

        本设计在模型车的最前端安装了一铝合金方柱来固定摄像头的安装,为了使 得摄像头的探测范围合适,在离地端1/3处将方柱向小车中心位置弯曲至靠近前轮的位置,并置以三角增加其稳定性,柱子总高度为500mm,摄像头距前轮轴心距离为90mm,为了方便摄像头位置的调整,从顶端向下每隔20mm给予钻孔,将摄像头用螺钉螺母稳定的固定于支架上,如果发现摄像头的视野范围太大或太小,可通过调整摄像头的上下高度和摄像头离支架的距离远近来实现对摄像头最佳位置的确定。实际安装情况见下图所示:

4.3系统PCB板的安装

        控制整个系统的PCB板安装于小车车体的顶部,利用电路板上的过孔与车模 本身的定位孔相配合,将其固定。在车模最前部安装了一自制的方形铝合金空块,实现防撞功能,确保小车能够安全可靠的快速行驶。在小车左后轮轴上安装了64等分的编码盘,并在其对应位置上装上了一速度传感器模块,实现速度的实时检测。将电池固定于车模底盘上,整个系统重心稳定。主要的连线有: 
        (1)摄像头的电源线和信号线,包括视频信号线和9V电源线; 
        (2)舵机和电机接线,电机和舵机的电源和控制信号线; 
        (3)测速装置的连线,光电管的发射和接收电路引线以及电源线; 
        (4)电池的接线。 
 

4.4稳定性调整[18]

  4.4.1主销后倾角

        主销后倾角在车轮偏转后形成一回正力矩,阻碍车轮偏转。主销后倾角越大, 车速愈高,车轮偏转后自动回正力越强,但回正力矩过大,将会引起前轮回正过猛,加速前轮摆振,并使转向沉重。可以通过增加垫片的数量来增大主销后倾角,共有4片垫片,前2后2时,后倾角为0度;前1后3时,后倾角为2度—3度;前0后4,后倾角为4度—6度。为保证小车偏转后,能够较好的自动回正,本设计采用的是前1后3,使得前轮倾斜角度为2度—3度。
  
  4.4.1前轮前束
 

        俯视车轮,汽车的两个前轮的旋转平面并不完全平行,而是稍微带一些角度,这种现象称为前轮前束。车轮前束的作用是减轻或消除因前轮外倾角所造成的不良后果,二者相互协调,保证前轮在汽车行驶中滚动而无滑动。前轮是由舵机带动左右横拉杆实现转向的。主销在垂直方向的位置确定后,改变左右横拉杆的长度即可改变前轮前束的大小。为保证小车在行驶中,不易出现滑动的不良情况,故在本设计中,调整前轮前束使得前轮向内倾1度左右。

4.5底盘抬高策略 

        因为赛道中增加了坡道,为保证小车能够安全平稳的爬上坡道并顺利通过,抬高车模底盘显得十分必要。
  4.5.1后轮底盘升高



        仔细对比图示中的高度调节块1和高度调节块2,块1的左右两个缺口1-1和1-2离中间空环心的距离相等,而块2的两个缺口2-1和2-1距离其中间空 环心位置远近不同,2-1比2-2离其环心距离远,通过将高度调节块1更换为高度调节块2,可以实现将后轮底盘抬高。

  4.5.2后轮位置的固定



        图示为后轮轴上的螺母,可以通过紧固该螺母来调整后轮稳定性和电机性能。需要将该螺母位置调整到一个合适的程度保证后轮的稳定性,否则会出现后轮乱摆动的严重情况。

  4.5.3前轮底盘升高


        对比以上两种前轮底盘的安装,左图为提高底盘的安装方式,右图为未提高底盘的安装方式,其区别在于前者将左右底盘连接杆L和R交换,而后者保持原本连接,不交换L和R。因此,通过交换左右底盘连接杆即可实现提高前轮底盘的功能。 

 

第三章模块的基本方案及论证        第五章系统总体硬件电路




 
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